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O que é um anel de Einstein?

Por| Editado por Patricia Gnipper | 06 de Setembro de 2022 às 12h55

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NASA/ESA/CSA/Spaceguy44/Reddit
NASA/ESA/CSA/Spaceguy44/Reddit
Albert Einstein

A Teoria da Relatividade Geral de Albert Einstein, publicada em 1916, revolucionou a física ao demonstrar que a gravidade é uma curvatura do contínuo espaço-tempo, causada pela massa dos objetos. Em 1936, ele previu que isso poderia formar imagens de anéis perfeitos no universo — o que chamamos de anéis de Einstein.

Mas o que são esses tais anéis? Bem, para entender, precisamos de um conceito importante para a astronomia: as lentes gravitacionais. Afinal, o anel de Einstein é nada mais que uma lente gravitacional perfeitamente alinhada com a Terra.

Anel de Einstein e as lentes gravitacionais

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Uma das consequências da relatividade geral é que, ao redor de objetos massivos como estrelas e galáxias, a curvatura do espaço-tempo é mais acentuada (por isso a atração gravitacional desses objetos é mais forte). Com isso, o caminho dos fótons segue o formato dessa curva, obrigando a luz a seguir esse trajeto distorcido.

Três anos após a publicação da teoria de Einstein, um físico inglês chamado Sir Oliver Lodge sugeriu que esse fenômeno poderia produzir uma lente gravitacional — o campo gravitacional de um objeto massivo não só desvia a luz de um objeto distante atrás dele, como também a amplia.

Para a lente gravitacional aparecer em telescópios, é preciso um alinhamento perfeito (ou quase perfeito) entre a Terra e os dois objetos. Por exemplo, se uma galáxia bem distante de nós estiver exatamente atrás de um corpo muito massivo (uma grande galáxia ou um aglomerado de galáxias), sua luz será ampliada.

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Graças às lentes gravitacionais, os astrônomos podem observar estrelas e galáxias localizadas a bilhões de anos-luz de distância. De outro modo, elas não poderiam ser detectadas.

Encontrando um de anel de Einstein

Em 1936, Einstein mostrou que se os dois objetos estiverem perfeitamente alinhados com a Terra, o resultado seria a imagem de um anel ao redor do objeto mais próximo. No entanto, não é fácil encontrar alinhamentos tão perfeitos.

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Na verdade, os anéis exigem uma coincidência tão improvável que o próprio Einstein descartou a possibilidade de encontrar um deles. Bem, ninguém pode estar certo o tempo todo: os astrônomos já fotografaram alguns anéis semi-completos e completos.

As imagens acima foram tiradas entre agosto de 2004 e março de 2005, pela Advanced Camera for Surveys do telescópio Hubble. Na época, já havia 100 lentes gravitacionais catalogadas, incluindo estes oito anéis de Einstein.

Como podemos observar, a maioria dos anéis são incompletos ou ligeiramente distorcidos, com formatos de círculos imperfeitos. Entretanto, o telescópio James Webb registrou recentemente aquele que provavelmente é o anel de Einstein mais perfeito já encontrado.

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Esses registros são valiosos para os astrônomos, pois permitem estudar os objetos lentificados por meio de softwares que reconstroem suas estruturas reais. O telescópio James Webb já provou que pode encontrar anéis perfeitos e, provavelmente, detectará outros em futuras observações.