Redshifts

Se você já ficou parado ao lado de uma estrada enquanto um carro está passando, tem uma idéia do que é "redshift" (desvio para o vermelho). Quando o carro estão se movendo na sua direção, o motor parece emitir um som mais agudo do que o motor de um carro estacionado. Por outro lado, quando o carro se move distanciando-se de você, o som do motor parece mais grave do que de um carro estacionado. A razão para essa mudança é o efeito Doppler, cujo nome vem do físico austríaco Christian Doppler, quem descobriu o efeito. Quando o carro se move na sua direção, as ondas sonoras que carregam o som do motor são comprimidas. E quando o carro se afasta, essas onda sonoras são esticadas.

O mesmo efeito acontece com ondas de luz. Se um objeto se move na nossa direção, as ondas de luz que emite são comprimidas - o comprimento de onda da luz vai ser menor, fazendo com que a luz se torne mais azul. Por outro lado, se um objeto se afasta de nós, as ondas de luz são esticadas, tornando-o mais vermelho. O grau de "redshift" (deslocamento para o vermelho) ou "blueshift" (deslocamento para o azul) se relaciona diretamente com a velocidade do objeto na direção em que se está olhando. A animação abaixo mostra esquematicamente como o redshift e o blueshift funcionam, usando um carro como exemplo. As velocidades dos carros são muito menores para percebermos qualquer redshift ou blueshift. Mas as galáxias estão se movendo muito mais rápido em relação a nós e, portanto, o deslocamento do comprimento de onda é perceptível.

Redshifts e Espectros

Os astrônomos podem medir exatamente qual o redshift ou blueshift de uma galáxia observando o espectro dela. Um espectro mede a quantidade de luz que um objeto emite em diferentes comprimentos de onda.

Os espectros de estrelas e galáxias quase sempre exibem uma série de picos e vales chamados "linhas espectrais". Estas linhas sempre aparecem nos mesmos comprimentos de onda, fazendo com que sejam bons indicadores de redshift ou blueshift. Se os astrônomos, observando uma galáxia, virem que uma linha espectral está em um comprimento de onda mais longo do que estaria na Terra, eles vão saber que a galáxia foi deslocada para o vermelho (apresenta redshift) e está se se afastando de nós. Se eles virem a mesma linha em um comprimento de onda menor, vão saber que a galáxia foi deslocada para o azul (apresenta blueshift) e está se aproximando de nós.

O Sloan Digital Sky Survey mediu espectros de mais de 250 mil galáxias. Cada espectro é colocado em um programa de computador que determina automaticamente o redshift. O programa fornece uma figura como a mostrada abaixo, com linhas espectrais identificadas. O número "z", na parte inferior do espectro (antes do +/-), exibe o redshift. Valores positivos de z significam que a galáxia tem um redshift; valores negativos de z significam que tem um blueshift. (NOTA: Este não é o mesmo z de magnitude z que você viu na Atividade 4.)

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Dê uma olhada no espectro acima, mas não se preocupe caso não entenda todos os detalhes. No próximo exercício, você vai ver espectros das seis galáxias que você examinou na Atividade 4.

Agora que você mediu tanto a distância quanto o redshift para estas seis galáxias, está pronto para fazer um gráfico como o que você fez para a bexiga - um diagrama de Hubble.