Quando Albert Einstein estava mapeando sua famosa teoria da relatividade geral, ele imaginou que uma de suas previsões jamais seria observado diretamente – a luz de uma estrela distante sendo deformada e ampliada pela gravidade de um objeto em seu caminho.
Mas agora os astrônomos têm visto a predição de Einstein em tempo real, e usaram-na para resolver o mistério de massa de uma estrela anã branca, que anteriormente só era possível em teoria.
As novas descobertas marcam um novo caminho para a compreensão da evolução de galáxias, incluindo a nossa.
“A pesquisa fornece uma nova ferramenta para determinar as massas de objetos que por outros meios seria difícil de medir”, explica Terry Oswalt, astrônomo da Embry-Riddle Aeronautical University, e autor de um artigo de perspectiva científica.
Uma previsão fundamental da teoria da relatividade geral de Einstein é lente gravitacional, que ocorre quando a luz se curva ao redor do campo gravitacional de uma outra massa, tal como uma estrela.
Neste predição, a luz é desviada por duas vezes a quantidade esperada por leis newtonianas clássicas da gravidade.
Esta deformação da luz proposta por Einstein foi colocada em teste pela primeira vez em 1919 durante um eclipse solar total, quando a luz do aglomerado de estrelas Híades, que estava atrás do Sol na linha de visão, pôde ser detectada na escuridão do eclipse.
As medições de luz estelar cruzando campo gravitacional do Sol durante o eclipse bateram com a previsão de Einstein, e representaram a primeira evidência de relatividade geral.
Dando um passo adiante em sua teoria, Einstein mais tarde sugeriu que a luz de uma estrela distante pareceria iluminar-se quando ela se curvasse ao redor do campo gravitacional de um objeto em seu caminho.
O espaço curvo em torno do objeto de grande massa se comportaria como uma lente de aumento gigante. Da Terra, quando uma estrela em primeiro plano passa exatamente entre nós e uma estrela no fundo, uma microlente gravitacional forma um anel de Einstein – um círculo perfeitamente em forma de luz.
Mas, como as estrelas estão tão distantes umas das outras, as chances de ver esse alinhamento perfeito são escassas. Einstein, como pessimista, afirmou que “não há esperança de observar este fenômeno diretamente”, em um artigo de 1936 da Science.
Mais uma vez, Einstein estava correto, mesmo não sendo muito esperançoso. Enquanto os anéis parciais Einstein foram observados várias vezes nos 80 anos desde que o físico lendário publicou o seu artigo, ainda temos visto anéis perfeitamente formados no céu.
E, apesar dos avanços tecnológicos do século passado, nós também não temos sido capazes de ter um vislumbre do outro lado – um anel de Einstein assimétrico.
Isso ocorre quando dois objetos estão ligeiramente fora do alinhamento, criando a ilusão de que a posição da estrela de fundo mudou. Na predição de Einstein, o fenômeno é conhecido como lente astrométrica.
Mas, graças à resolução angular superior do Telescópio Espacial Hubble, pesquisadores do Instituto de Ciência do Telescópio Espacial foram finalmente capazes de ver este fenômeno assimétrico em ação em uma outra estrela além do Sol.
“O anel e seu brilho eram pequenos demais para serem medidos, mas a sua assimetria fez com que a estrela distante parecesse fora do centro de sua verdadeira posição”, diz Oswalt .
Kailash Chandra Sahu, principal autor e astrônomo do Instituto do Telescópio Espacial dos Estados Unidos, e sua equipe procurou através de mais de 5.000 estrelas para detectar o alinhamento assimétrico.
Eles focaram na estrela anã branca Stein 2051 B, que estava prevista para estar assimetricamente alinhada com uma estrela distante em março de 2014. Como a posição aparente da estrela de fundo mudou, os pesquisadores foram capazes de usar as medições para estimar a massa da estrela anã branca em aproximadamente 68 por cento dos nosso Sol.
Até agora, os cientistas não têm sido capazes de descobrir a massa e composição do Stein 2051 B. Por mais de um século, acreditava-se que a estrela – que é a sexta estrela anã branca mais próxima ao Sol – tinha uma composição incomum, baixa massa, e um núcleo de ferro.
Mas as novas descobertas mostram que a misteriosa Stein 2051 B realmente se assemelha a sua anã branca média, com uma massa relativamente alta e um núcleo de carbono-oxigênio.
Pensa-se que pelo menos 97 por cento das estrelas na galáxia são ou anãs brancas ou estão no caminho para se tornar uma. Eles representam o fim da estrada na jornada evolutiva de uma estrela, e oferecem um instantâneo para o passado e futuro do cosmos.
“Uma vez que elas são os fósseis de todas as gerações anteriores de estrelas, as anãs brancas são a chave para entender a história e evolução de galáxias como a nossa”, escreve Oswalt .
E com algumas novas pesquisas surgindo, como o Grande Telescópio de Pesquisa Sinóptica, os astrônomos esperam captar mais desses eventos ‘raros’ usando lentes astrométricas.
Relativamente falando, Einstein estaria realmente orgulhoso.
A pesquisa foi publicada na Science.