Einstein Rings são mais do que apenas uma novidade incrível. É também um fenômeno muito raro que pode oferecer insights sobre a matéria escura, energia escura, a natureza das galáxias distantes, ea curvatura do próprio Universo. O fenômeno, chamado de lente gravitacional, ocorre quando uma galáxia maciça em primeiro plano dobra os raios de luz de uma galáxia distante por trás dele, da mesma maneira como uma lupa faria. Quando ambas as galáxias estão perfeitamente alinhados, as formas de luz um círculo, chamado de "anel de Einstein", em torno da galáxia em primeiro plano. Se outra galáxia mais distante reside precisamente na mesma linha de mira, um segundo anel, maior será exibida.
"Tais coincidências cósmicas deslumbrantes revelam tanto sobre a natureza. A matéria escura não está oculto para lentes ", disse Leonidas Moustakas do Jet Propulsion Laboratory, em Pasadena, Califórnia, EUA. "A elegância desta lente é superada apenas pelos segredos da natureza que revela."
Os astrónomos descobriram que uma galáxia distante - visto da Terra com o auxílio de uma lente gravitacional - aparece como um anel cósmico, graças às imagens de resolução mais altos já tomadas com o Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA). Forjada pelo alinhamento chance de duas galáxias distantes, esta estrutura em forma de anel impressionante é uma manifestação rara e peculiar de lente gravitacional como previsto por Albert Einstein em sua teoria da relatividade geral.
ALMA / Hubble imagem composta acima do SDP.81 galáxia gravitacionalmente lensed. A região central laranja brilhante do anel (a mais alta resolução de observação ALMA sempre) revela a poeira brilhante nesta galáxia distante. As porções de baixa resolução em torno do anel de rastrear o comprimento de onda da luz emitida por milímetro de monóxido de carbono. O elemento azul difusa no centro do anel é da galáxia lente intervir, como visto com o Telescópio Espacial Hubble.
Lente gravitacional ocorre quando uma galáxia maciça ou cluster de galáxias dobra a luz emitida a partir de uma galáxia distante mais, formando uma grande ampliação, embora muito distorcida imagem. Neste caso particular, a galáxia conhecida como SDP.81 e uma linha galáxia intervir-se tão perfeitamente que a luz da mais distante uma forma um círculo quase completo, visto da Terra.
Descoberto pelo Observatório Espacial Herschel, SDP.81 é uma galáxia de formação estelar ativa cerca de 12 bilhões de anos-luz de distância, visto numa altura em que o Universo tinha apenas 15 por cento de sua idade atual. Ele está sendo lensed por uma galáxia em primeiro plano maciço que é um relativamente próximas 4 bilhões de anos-luz de distância.
"Lente gravitacional é usada na astronomia para estudar o muito distante, universo muito cedo porque dá mesmo nossos melhores telescópios um impulso impressionante no poder", disse ALMA Programa Adjunto cientista Catherine Vlahakis. "Com o excepcional nível de detalhe nestas novas imagens ALMA, os astrônomos agora será capaz de remontar a informação contida na imagem distorcida que vemos como um anel e produzir uma reconstrução da verdadeira imagem da galáxia distante."
As novas imagens foram SDP.81 tomada em outubro de 2014 como parte da linha de base do ALMA longo da campanha, um programa essencial para testar e verificar mais alto poder de resolução do telescópio, alcançado quando as antenas estão em seu maior separação: até 15 quilômetros de distância.
A imagem de mais alta resolução de SDP.81 foi feita através da observação da luz relativamente brilhante emitida por poeira cósmica na galáxia distante. Esta imagem impressionante revela arcos bem definidos num padrão que aponta para uma estrutura de anel mais completa, quase contígua. Outras imagens ligeiramente mais baixa resolução, feitas observando as assinaturas moleculares fracos de monóxido de carbono e água, ajuda a completar o quadro e fornecer detalhes importantes sobre esta galáxia distante.
Embora este intrigante interação da gravidade e da luz no SDP.81 foi previamente estudada por outros observatórios, incluindo observações de rádio com o Submillimeter Array eo Plateau de Bure Interferometer , e observações de luz visível com o Telescópio Espacial Hubble, nenhum conquistou os detalhes notáveis da estrutura de anel revelado por ALMA.
ALMA imagem da galáxia SDP.81 gravitacionalmente lensed. A região central laranja brilhante do anel (a mais alta resolução de observação ALMA sempre) revela a poeira brilhante nesta galáxia distante. As porções de baixa resolução em torno do anel de rastrear o comprimento de onda da luz emitida por milímetro de monóxido de carbono. Crédito: ALMA (NRAO / ESO / NAOJ); B. Saxton NRAO / AUI / NSF
"A quantidade requintado das informações contidas nas imagens ALMA é incrivelmente importante para nossa compreensão de galáxias no Universo primordial", disse o astrônomo Jacqueline Hodge com o Observatório Nacional de Radioastronomia em Charlottesville, Virgínia. "Os astrónomos usam sofisticados programas de computador para reconstruir galáxias lensed 'verdadeira aparência. Este desenrolar da curvatura da luz feito pela lente gravitacional nos permitirá estudar a forma real e movimento interno desta galáxia distante muito mais claramente do que foi possível até agora. "
Para estas observações, o ALMA conseguiu uma surpreendente resolução máxima de 23 milisegundos de arco, que é aproximadamente o mesmo que ver a borda de uma cesta de basquete no topo da Torre Eiffel a partir do deck de observação do Empire State Building.
"É preciso uma combinação de alta resolução do ALMA e alta sensibilidade para desbloquear esses detalhes de outra forma ocultos do início do Universo", disse ALMA Diretor Pierre Cox. "Estes resultados abrem uma nova fronteira na astronomia e provar que ALMA pode realmente cumprir a sua promessa de ciência transformacional."
SDP.81 é um dos cinco destinos selecionados para o estudo durante a Campanha ALMA longo da linha de base. Os outros incluem o disco protoplanetário HL Tau, o asteróide Juno, a estrela Mira, eo 3C138 quasar. Artigos descrevendo esses dados publicamente disponíveis e o resultado global da Campanha ALMA longo da linha de base estão a ser publicado no Astrophysical Journal, Letters.
O Galaxy diário via NRAO
Crédito da imagem: ALMA (NRAO / ESO / NAOJ); B. Saxton NRAO / AUI / NSF; NASA / ESA Hubble, T. Hunter (NRAO)
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