Astrônomos usaram a visão nítida do telescópio espacial Hubble da NASA para repetir um teste centenário da Teoria Geral da Relatividade de Albert Einstein.
© Hubble (Anel de Einstein)
A equipe Space Telescope Science Institute (STScI) mediu a massa de uma anã branca, um remanescente estelar frio, analisando a quantidade de luz que ela desviou de uma estrela situada atrás dela.
Esta observação representa a primeira vez que o Hubble testemunhou este tipo de efeito criado por uma estrela. Os dados fornecem uma estimativa sólida da massa da anã branca e revelam informações sobre teorias da estrutura e composição da estrela.
Primeiro proposto em 1915, a Teoria Geral da Relatividade descreve como os objetos massivos deformam o espaço, descrita como gravidade. A teoria foi verificada experimentalmente quatro anos depois, quando uma equipe liderada pelo astrônomo britânico Sir Arthur Eddington mediu o quanto a gravidade do Sol desviou a imagem de uma estrela de fundo, durante um eclipse solar, um efeito chamado lente gravitacional.
Este efeito pode ser utilizado para ver imagens ampliadas de galáxias distantes ou, em um alcance mais próximo, para medir pequenas mudanças na posição aparente de uma estrela no céu. Os pesquisadores tiveram que aguardar um século, no entanto, para construir telescópios poderosos o suficiente para detectar este fenômeno de lente gravitacional causado por uma estrela fora do nosso Sistema Solar. A quantidade de deflexão é tão pequena que apenas a nitidez do Hubble foi possível medi-la.
O Hubble observou a estrela anã branca Stein 2051 B à medida que passou na frente de uma estrela de fundo. Durante o alinhamento próximo, a gravidade da anã branca curvou a luz da estrela distante, fazendo com que ela pareça deslocada por cerca de 2 milésimos de segundo da sua posição real, uma variação tão pequena que equivale a observar uma formiga caminhar a mais de 2.400 quilômetros de distância.
A massa da anã branca corresponde às previsões teóricas e é aproximadamente 68% da massa do Sol.
A técnica abre uma nova perspectiva para determinar a massa de uma estrela. Normalmente, se uma estrela tem uma companheira, é possível determinar sua massa medindo o movimento orbital do sistema estelar duplo. Embora, Stein 2051 B tenha uma companheira, uma anã vermelha brilhante, os astrônomos não podem medir com precisão sua massa porque as estrelas estão muito distantes. As estrelas estão a pelo menos 8 bilhões de quilômetros de distância, quase duas vezes a distância atual de Plutão do Sol.
A análise do Hubble também ajudou os astrônomos a verificar de forma independente a teoria de como o raio de uma anã branca é determinado pela sua massa, uma ideia proposta pela primeira vez em 1935 pelo astrônomo americano Subrahmanyan Chandrasekhar, de origem indiana que, em 1983, recebeu o Prêmio Nobel de Física por ter desvendado o princípio do nascimento, evolução e morte das estrelas.
Os pesquisadores identificaram Stein 2051 B e sua estrela de fundo depois de explorar os dados de mais de 5.000 estrelas em um catálogo de estrelas próximas que parecem se mover rapidamente pelo céu. As estrelas com um movimento aparente superior no céu têm uma maior chance de passar na frente de uma estrela de fundo distante, onde a deflexão da luz pode ser medida.
Depois de identificar a Stein 2051 B e mapear o campo estelar de fundo, os pesquisadores usaram a Wide Field Camera 3 do Hubble 3 para observar a anã branca de sete maneiras diferentes ao longo de um período de dois anos enquanto se movia para além da estrela de fundo selecionada.
A equipe analisou a velocidade da anã branca e a direção que estava se movendo para prever quando chegaria a uma posição para curvar a luz das estrelas para observar o fenômeno com o telescópio espacial Hubble.
Foi também medida a pequena quantidade de luz desviada das estrelas. Stein 2051 B aparece 400 vezes mais brilhante do que a estrela de fundo distante. O pequeno movimento da estrela é cerca de mil vezes menor que a medida feita por Eddington em seu experimento de 1919.
A estrela Stein 2051 B é nomeada devido ao seu descobridor, o sacerdote católico romano holandês e astrônomo Johan Stein. A estrela reside a 17 anos-luz da Terra e estima-se que tem cerca de 2,7 bilhões de anos. A estrela de fundo está a cerca de 5.000 anos-luz de distância.
Os pesquisadores planejam usar o Hubble para realizar um estudo semelhante de lente gravitacional com Proxima Centauri, o vizinho stellar mais próximo do nosso Sistema Solar.
O estudo foi apresentado ontem na 230ª edição do encontro da Sociedade Astronômica Americana em Austin, no Texas.
O estudo será publicado amanhã na revista Science.
Fonte: Space Telescope Science Institute
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