A mais de metade da distância do Universo, uma enorme estrela azul apelidada de Ícaro é a estrela individual mais distante alguma vez já vista.
© Hubble (aglomerado de galáxias MACS J1149.5+223)
Esta imagem mostra o enorme aglomerado de galáxias MACS J1149.5+223, cuja luz demorou 5 bilhões de anos até chegar à Terra. Em destaque está a posição da estrela LS1, a sua imagem foi ampliada por um fator de 2.000 graças à lente gravitacional. A galáxia a que a estrela pertence pode ser vista três vezes no céu, multiplicada pela forte lente gravitacional.
Normalmente, seria muito fraca para observar, mesmo com os maiores telescópios do mundo. Mas graças a uma ocorrência fortuita da natureza que amplificou tremendamente o brilho fraco da estrela, e usando o telescópio espacial Hubble, os astrônomos foram capazes de identificar esta estrela remota e estabelecer um novo recorde de distância. A estrela foi apelidada de "Icarus", em homenagem ao personagem mitológico grego que voou muito perto do Sol em asas de cera que derretiam. Também usaram Ícaro para testar uma teoria da matéria escura e para investigar a composição de um aglomerado de galáxias em primeiro plano.
A estrela, abrigada numa galáxia espiral muito distante, está tão longe que a sua luz levou 9 bilhões de anos para chegar à Terra. A luz estelar recebida foi liberada quando o Universo tinha cerca de 30% da sua idade atual.
A descoberta de Ícaro através do fenômeno de lente gravitacional deu início a um novo modo dos astrônomos estudarem estrelas individuais em galáxias distantes. Estas observações fornecem uma visão rara e detalhada de como as estrelas evoluem, especialmente as estrelas mais luminosas.
Esta é a primeira vez que uma estrela individual ampliada é vista. Esta estrela está pelo menos 100 vezes mais distante do que a próxima estrela individual, exceto explosões de supernovas.
A gravidade de um aglomerado de galáxias de primeiro plano atua como uma lente natural no espaço, curvando e ampliando a luz. Às vezes, a luz de um único objeto de fundo aparece como várias imagens. A luz pode ser altamente ampliada, tornando objetos extremamente tênues e distantes suficientemente brilhantes para poderem ser observados.
No caso de Ícaro, uma "lupa" natural é criada por um aglomerado de galáxias chamado MACS J1149+2223. Localizado a aproximadamente 5 bilhões de anos-luz da Terra, este massivo aglomerado de galáxias situa-se entre a Terra e a galáxia que contém a estrela distante. Combinando a força desta lente gravitacional com a excelente resolução e sensibilidade do Hubble, os astrônomos podem ver e estudar Ícaro.
Tal como Ícaro, a estrela de fundo teve apenas glória passageira a partir da perspetiva da Terra: disparou momentaneamente para 2.000 vezes o seu brilho verdadeiro quando foi temporariamente ampliada.
Os modelos sugerem que o tremendo aumento de brilho se deveu provavelmente à ampliação gravitacional de uma estrela, semelhante em massa ao Sol, no aglomerado de galáxias em primeiro plano, quando a estrela se movia em frente de Ícaro. A luz da estrela é geralmente ampliada cerca de 600 vezes devido à massa do aglomerado de galáxias.
A equipe estava utilizando o Hubble para monitorar uma supernova na distante galáxia espiral quando, em 2016, avistaram um novo ponto de luz não muito longe da supernova ampliada. A partir da posição da nova fonte, inferiram que devia estar muito mais ampliada do que a supernova.
Quando analisaram as cores da luz proveniente deste objeto, descobriram que era uma estrela supergigante azul. Este tipo de estrela é muito maior, mais massiva, quente e possivelmente centenas de milhares de vezes intrinsecamente mais brilhante que o nosso Sol. Mas a esta distância ainda estaria longe demais para observar sem a ampliação da lente gravitacional, mesmo para o Hubble.
Por que Ícaro não era outra supernova? A fonte não está ficando mais quente; não está explodindo. A luz está apenas sendo ampliada.
A detecção da ampliação de uma única estrela de fundo, pontual, forneceu uma oportunidade única para testar a natureza da matéria escura no aglomerado de galáxias. A matéria escura é um material invisível que compõe a maior parte da massa do Universo.
Ao analisar o que está flutuando em torno do aglomerado de galáxias em primeiro plano, os cientistas foram capazes de testar uma teoria de que a matéria escura pode ser composta principalmente por um grande número de buracos negros primordiais formados no nascimento do Universo com massas dezenas de vezes maiores que o Sol. Os resultados deste teste único desfavorecem esta hipótese, porque as flutuações de luz da estrela de fundo, monitoradas com o Hubble durante 13 anos, pareceriam diferentes se houvesse um enxame de buracos negros intervenientes.
Quando o telescópio espacial James Webb da NASA for lançado, os astrônomos esperam encontrar muitas mais estrelas como Ícaro. A extraordinária sensibilidade do Webb vai permitir a medição de ainda mais detalhes, incluindo se estas estrelas distantes giram. Pode até vir a descobrir-se que as estrelas ampliadas são bastante comuns.
Fonte: Space Telescope Science Institute
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