Projeto brasileiro de busca de arcos gravitacionais divulga seus primeiros resultados


Texto extraído do sítio CBPF

O projeto SOGRAS (SOAR GRavitational Arc Survey), iniciado em 2007 por um grupo de astrônomos de instituições de pesquisa brasileiras interessados na busca sistemática e análise de arcos gravitacionais, acaba de publicar seus primeiros resultados científicos.

Na semana passada, um artigo na prestigiosa revista científica Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, editada pela Oxford University Press, divulgou um estudo realizado com cerca de 50 aglomerados de galáxias, mostrando fortes evidências de arcos gravitacionais em pelo menos seis deles. Três desses sistemas foram observados com o tempo brasileiro em um telescópio ainda mais possante que o SOAR, o Gemini, que possui um espelho de 8m. As informações adicionais do Gemini permitiram confirmar a identificação dos arcos e extrair outras informações relevantes para a análise científica dos resultados, incluindo o modelamento da distribuição de matéria nos aglomerados.

Arcos gravitacionais são imagens deformadas de galáxias distantes quando sua luz atravessa um intenso campo gravitacional, como aquele causado por aglomerados de galáxias, contendo, às vezes, milhares de galáxias num volume cósmico relativamente pequeno. Esse efeito, também conhecido como lenteamento gravitacional, ocorre porque a trajetória da luz se curva na presença da gravidade muito intensa do aglomerado, que então funciona como se fosse uma lente.

Tendo sido previsto pela teoria da relatividade geral, proposta pelo físico Albert Einstein, o fenômeno que explica os arcos gravitacionais, quer dizer, o desvio da luz pela gravidade, foi comprovado experimentalmente em 1919, durante um eclipse total do Sol observado na cidade de Sobral (Ceará) e na Ilha de Príncipe. Na ocasião, foi possível medir o desvio da trajetória da luz de estrelas distantes causada pelo Sol.

Por que estudar arcos gravitacionais

De grande utilidade para pesquisas em astrofísica e cosmologia, os arcos gravitacionais permitem mapear a distribuição total de matéria em galáxias e aglomerados e, portanto, enxergar a matéria escura, que não interage com a luz e que representa a maior parte da massa desses objetos. Além disso, como a luz das galáxias lenteadas percorre distâncias cosmológicas, estudos com arcos permitem estudar o Cosmos em grandes escalas e inclusive entender melhor o que é outro componente desconhecido do Universo, a chamada energia escura.

As imagens que sofrem o lenteamento gravitacional também podem ser altamente magnificadas pelo efeito, o que nos permite estudar galáxias muito distantes, as quais não seriam detectadas de outra forma. Ou seja, os aglomerados de galáxias funcionam como gigantescos telescópios gravitacionais. Por todas essas razões, os astrônomos têm buscado, desde o fim da década de 1980, sistemas com arcos gravitacionais. No entanto, esses objetos são raros e muito difíceis de encontrar nas imagens astronômicas; além disso, sua identificação exige instrumentos muito sensíveis e com grande resolução de imagens.

Futuro das pesquisas

No Brasil, pesquisadores e alunos de pós-graduação do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF), Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Universidade de São Paulo (USP) e Observatório Nacional (ON) – participantes do Laboratório Inter-institucional de e-Astronomia (LIneA) – juntaram-se a cientistas do Laboratório Nacional Fermi (Fermilab), nos Estados Unidos, para buscar arcos gravitacionais em aglomerados de galáxias.

A meia centena de aglomerados estudados pelo projeto foi selecionada a partir de dados obtidos pelo Sloan Digital Sky Survey (SDSS) – projeto responsável pelo mapeamento de uma grande área da esfera celeste. Para cada um desses aglomerados foram obtidas imagens em alta resolução pelo telescópio SOAR, que possui um espelho de 4 metros e está localizado no Chile, na cordilheira dos Andes, a uma altitude de 2.700m, em um dos melhores sítios astronômicos do planeta. A participação brasileira no SOAR, construído em parceria pelo Ministério da Ciência, Tecnologia, e Inovação (MCTI), U.S. National Optical Astronomy Observatory, University of North Carolina at Chapel Hill e Michigan State University, é coordenada pelo Laboratório Nacional de Astrofísica (LNA), instituto vinculado ao MCTI.

De acordo com Martín Makler, pesquisador do CBPF e membro do Projeto SOGRAS, o futuro das pesquisas com arcos gravitacionais deve seguir a mesma filosofia de selecionar sistemas em imagens de grande área para um estudo mais detalhado com telescópios de maior resolução. Por isso,  afirma, serão utilizados dados do Dark Energy Survey (DES), provavelmente o maior levantamento ótico para a cosmologia desta década, para identificar os sistemas. O DES entrou em operação no ano passado e conta com uma forte participação brasileira, também coordenada pelo LineA. O acompanhamento mais detalhado será novamente feito com o Gemini e SOAR, além de telescópios do Observatório Europeu Austral (ESO), mas desta vez utilizando um recurso inovador, conhecido com “ótica adaptativa”,  que permite melhorar em muito a resolução das imagens, conclui Martín.
– The SOAR Gravitational Arc Survey – I. Survey overview and photometric catalogues
http://dx.doi.org/10.1093/mnras/stt380 (também pode ser acessado de forma gratuita pelo público interessado no endereço http://arxiv.org/abs/1210.4136).
– Para saber mais sobre projetos vinculados ao estudo de arcos gravitacionais:
 

Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas
http://www.cbpf.br

Laboratório Inter-institucional de e-Astronomia:
http://www.linea.gov.br/

Telescópio SOAR:
http://www.soartelescope.org/

http://www.lna.br/soar/soar.html

Sloan Digital Sky Survey
http://www.sdss.org/, http://sdss3.org/, http://bpg.linea.gov.br/

Os dados públicos do projeto SDSS pode ser acessados gratuitamente por qualquer pessoa interessada através da infra-estrutura proporcionada pelo LineA no link http://skyserver.linea.gov.br/dr9/en/

Dark Energy Survey
http://www.darkenergysurvey.org/, http://des-brazil.linea.gov.br/

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