O que é uma lente gravitacional?

A lente gravitacional é um fenômeno astronômico observado quando um objeto maciço, como um aglomerado de galáxias ou um buraco negro, inclina a luz de uma fonte de luz muito distante, como um quasar (galáxia jovem e brilhante). Isso ocorre devido à distorção gravitacional do espaço-tempo descrita pela primeira vez por Albert Einstein em sua teoria geral da relatividade. É chamada de lente gravitacional por analogia a uma lente convencional. Ambos podem dobrar a luz, mas, neste caso, o mecanismo é muito diferente - em vez de dobrar a luz usando matéria curvada, nesse caso o espaço-tempo em si está sendo curvado.

As lentes gravitacionais podem fazer com que quasares distantes apareçam em locais onde eles realmente não existem. Como a luz é dobrada no poço de gravidade de um objeto maciço, a localização aparente se desvia da localização real. As lentes gravitacionais também podem fazer com que várias imagens de um quasar apareçam no céu - a luz é dobrada em torno do objeto maciço em ambas as direções, produzindo a imagem múltipla. O "Twin Quasar" Q0597 + 561, também conhecido como Old Faithful, é o primeiro objeto confirmado a aparecer no céu duas vezes devido ao efeito da lente gravitacional. Cada uma das imagens do quasar é separada no céu em 6 graus. Embora Fritz Zwicky tenha postulado que os aglomerados de galáxias poderiam atuar como lentes gravitacionais em 1937, não foi até 1979 que o efeito foi confirmado pela observação.

Existem três tipos de lentes gravitacionais. Existem lentes fortes, onde distorções facilmente visíveis são visíveis, como anéis de Einstein, várias imagens ou arcos. Essas são as lentes gravitacionais mais raras. Há lentes fracas, que só podem ser descobertas por extensa análise estatística dos campos de estrelas e galáxias. Essa forma de lente revela-se um leve alongamento em direção ao centro da lente. O último é o microlente, o que é bastante raro, mas provou ser o mais útil para o estudo astronômico. Microlentes se manifesta como pequenas mudanças na luminosidade de objetos próximos (dentro de nossa galáxia) causadas por lentes estelares. Distinguir a microlente genuína das alterações da luminosidade das estrelas devido a outras razões (estrelas variáveis, novas, etc.) pode ser um desafio.