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    Como pesar estrelas com lentes gravitacionais

    Imagem do telescópio PAN-STARRS no Havaí do início de 2011 com a estrela de primeiro plano Ross 322 (quadrado azul) e a estrela de fundo (no centro do círculo verde) que será atravessada por Ross 322 nas próximas semanas. No verão de 2015, Ross 322 mudou-se para a posição do triângulo azul (medido por Gaia). Desde então, tem se movido ao longo da linha azul-vermelha e atualmente está perto da posição da estrela de fundo. Crédito:Astronomia e Astrofísica

    Astronomia e Astrofísica publica as previsões das passagens das estrelas do primeiro plano na frente das estrelas do fundo. Uma equipe de astrônomos, usando medições ultraprecisas do satélite Gaia, previram duas passagens com precisão nos próximos meses. Cada evento produzirá mudanças na posição da estrela de fundo devido à deflexão da luz pela gravidade, e permitirá a medição da massa da estrela em primeiro plano, o que é extremamente difícil de determinar por outros meios.

    Todas as estrelas da Via Láctea estão em movimento. Mas por causa das distâncias, suas mudanças de posição, os chamados movimentos próprios, são muito pequenos e só podem ser medidos com grandes telescópios por longos períodos. Em casos muito raros, uma estrela em primeiro plano passa por uma estrela em segundo plano, nas proximidades, visto da Terra. A luz desta estrela de fundo deve cruzar o campo gravitacional da estrela de primeiro plano, onde, em vez de seguir caminhos retos, os raios de luz são curvados. Isso é como uma lente, exceto aqui, o desvio é causado pela distorção do espaço e do tempo em torno de qualquer corpo massivo. Esse efeito foi uma das previsões fundamentais da teoria da relatividade geral de Einstein e foi verificado em testes do sistema solar por décadas. Essa distorção da luz pela estrela do primeiro plano é chamada de lente gravitacional:a luz da estrela do fundo é desviada ou focada em um ângulo menor, e a estrela parece mais brilhante. O principal efeito é a mudança na posição aparente da estrela no céu porque o desvio muda o centro da luz em relação a outras estrelas mais distantes. Ambos os efeitos dependem de apenas uma coisa, a massa do corpo da lente, neste caso, o da estrela do primeiro plano. Assim, lente gravitacional é um método para pesar estrelas. Na realidade, medir a massa de estrelas que não fazem parte de uma estrela binária é extremamente difícil de fazer.

    Anteriormente, a dificuldade desse método era ser capaz de prever os movimentos das estrelas com alta precisão. O conjunto de dados espetacular de literalmente bilhões de posições estelares e movimentos adequados publicados recentemente como o Gaia Data Release 2 pelo consórcio ESA Gaia tornou esta pesquisa possível. Esses dados foram usados ​​por Jonas Klüter, quem está fazendo um Ph.D. na Universidade de Heidelberg, para procurar passagens tão próximas de estrelas. Dos muitos encontros próximos que acontecerão nos próximos 50 anos, duas passagens estão acontecendo agora:as separações angulares mais próximas serão alcançadas nas próximas semanas com efeitos mensuráveis ​​nas posições das estrelas de fundo. Os nomes dessas duas estrelas em primeiro plano são Luyten 143-23 e Ross 322; eles se movem pelo céu com velocidades aparentes de cerca de 1, 600 e 1, 400 miliarcsegundos por ano, respectivamente. As separações angulares mais próximas entre as estrelas do primeiro plano e do fundo ocorrerão em julho e agosto de 2018, respectivamente, quando as posições aparentes das estrelas de fundo serão deslocadas, devido ao efeito de microlente astrométrico, em 1,7 e 0,8 miliarcsegundos. Um miliarcsegundo corresponde ao ângulo sob o qual um ser humano deitado na superfície da lua seria visto. É uma tarefa desafiadora, mas com os melhores telescópios da Terra, esses deslocamentos de posições estelares são mensuráveis.

    Quando Ross 322 passa pela estrela de fundo, sua trajetória esperada (linha verde fina) será afetada e modificada por lentes gravitacionais. As mudanças de posição características produzidas pelo efeito de lente gravitacional são mostradas como uma linha vermelha azul-fina espessa; os pontos pretos marcam certas datas. A maior mudança entre a posição real (linha azul-vermelha) e a posição não perturbada (linha verde) é esperada no início de agosto de 2018. Crédito:Astronomy &Astrophysics




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