O Universo pode funcionar como uma gigantesca lente. Numa imagem divulgada pela NASA, o telescópio espacial James Webb revela um conjunto de galáxias com formas alongadas, arcos luminosos e imagens aparentemente repetidas. A composição lembra uma casa de espelhos, mas não resulta de um efeito ótico artificial: é consequência da gravidade.
A imagem mostra o enxame de galáxias MACS J0454.1-0300, cujas galáxias aparecem sobretudo em tons dourados. As estruturas alaranjadas mais concentradas numa das regiões da imagem não pertencem ao mesmo enxame. São galáxias muito mais distantes, cuja luz foi desviada e ampliada pela gravidade do material situado em primeiro plano.
O resultado é um fenómeno conhecido como lente gravitacional.
Como pode a gravidade deformar a imagem de uma galáxia?
Segundo a teoria da relatividade geral de Albert Einstein, a massa curva o espaço-tempo. Quando a luz de uma galáxia distante atravessa uma região onde existe uma grande concentração de massa, a sua trajetória pode ser desviada.
Se a distribuição de massa e o alinhamento entre o observador, o objeto que atua como lente e a galáxia de fundo forem favoráveis, a imagem dessa galáxia pode surgir alongada, formar arcos luminosos ou até aparecer em várias posições.
É por isso que algumas estruturas na imagem do James Webb parecem galáxias diferentes, apesar de corresponderem a várias imagens do mesmo objeto distante.
A lente gravitacional não cria novas galáxias. Altera a forma como a sua luz chega até nós e pode aumentar o brilho aparente, tornando visíveis detalhes que, sem este efeito, seriam muito mais difíceis de observar.
Uma janela para o Universo jovem
O interesse científico desta imagem vai além da sua aparência. Ao ampliar a luz de galáxias muito distantes, o enxame MACS J0454.1-0300 funciona como uma espécie de telescópio natural, permitindo estudar objetos que se formaram nas primeiras fases da história cósmica.
A NASA destaca duas configurações raras de imagens múltiplas identificadas nas observações do James Webb. Em determinadas condições, a luz de uma mesma galáxia pode chegar ao observador por trajetórias diferentes, produzindo quatro ou mais imagens. Encontrar este tipo de configuração é invulgar, porque depende de um alinhamento muito específico entre as galáxias de fundo e a distribuição de massa do enxame que funciona como lente.
Os investigadores identificaram ainda pequenas regiões luminosas nas imagens ampliadas, algumas correspondentes a estruturas com cerca de cinco anos-luz de dimensão. Em certos casos, estas regiões apresentam uma ampliação superior a 300 vezes, segundo a descrição divulgada pela NASA.
Estes detalhes ajudam os astrónomos a investigar a formação de estrelas e a evolução das galáxias quando o Universo era muito mais jovem.
Mais do que uma imagem impressionante
As lentes gravitacionais são ferramentas importantes da astronomia moderna. Permitem estudar galáxias distantes, investigar a distribuição de massa dos enxames e observar estruturas que, de outra forma, poderiam permanecer demasiado fracas para serem detetadas com o mesmo detalhe.
O James Webb combina a sua grande sensibilidade à luz infravermelha com estes alinhamentos naturais para revelar galáxias que já existiam, mas cuja luz era mais difícil de observar.
A “casa de espelhos cósmica” mostra, assim, como a gravidade pode alterar a nossa visão do Universo e transformar um enxame de galáxias numa poderosa ferramenta de investigação científica.
