Uma das consequências das teorias da relatividade de Einstein é que tudo será afetado pelos potenciais gravitacionais, independentemente de sua massa. Mas uma percepção mais sutil é que a luz que escapa de um poço gravitacional deve perder energia e, como a energia da luz está relacionada ao comprimento de onda, isso fará com que a luz aumente no comprimento de onda através de um processo conhecido como desvio para o vermelho gravitacional.
Como a quantidade de desvio para o vermelho depende da profundidade de um fóton gravitacional ao iniciar sua jornada, as previsões mostraram que os fótons emitidos da fotosfera de uma estrela da sequência principal devem ser mais redshift do que os de gigantes inchados. . Com a resolução atingindo o limite para detectar essa diferença, um novo artigo tentou detectar observacionalmente essa diferença entre os dois.
Historicamente, os desvios gravitacionais de vermelho foram detectados em objetos ainda mais densos, como as anãs brancas. Ao examinar a quantidade média de desvios para as anãs brancas em relação às estrelas da sequência principal em aglomerados como Hyades e Plêiades, as equipes relataram encontrar desvios gravitacionais na ordem de 30-40 km / s (NOTA: o desvio para o vermelho é expresso em unidades como se era uma velocidade Doppler recessional, embora não seja. É apenas expressa dessa maneira por conveniência). Observações ainda maiores foram feitas para estrelas de nêutrons.
Para estrelas como o Sol, a quantidade esperada de desvio para o vermelho (se o fóton escapar ao infinito) é pequena, apenas 0,636 km / s. Mas como a Terra também se encontra no poço gravitacional do Sol, a quantidade de desvio para o vermelho se o fóton escapasse da distância de nossa órbita seria apenas 0,633 km / s, deixando uma distância de apenas 0,003 km / s, uma mudança inundada por outras fontes .
Assim, se os astrônomos desejam estudar os efeitos do desvio para o vermelho gravitacional em estrelas de densidade mais normal, outras fontes serão necessárias. Assim, a equipe por trás do novo artigo, liderada por Luca Pasquini, do Observatório Europeu do Sul, comparou a mudança entre estrelas da densidade intermediária das estrelas principais da sequência e a dos gigantes. Para eliminar os efeitos de velocidades variáveis de Doppler, a equipe optou por estudar aglomerados, que têm velocidades consistentes como um todo, mas velocidades internas aleatórias de estrelas individuais. Para negar o último deles, eles calcularam a média dos resultados de inúmeras estrelas de cada tipo.
A equipe esperava encontrar uma discrepância de ~ 0,6 km / s, mas quando seus resultados foram processados, nenhuma diferença foi detectada. As duas populações mostraram a velocidade recessional do aglomerado, centrada em 33,75 km / s. Então, onde estava a mudança prevista?
Para explicar isso, a equipe se voltou para modelos de estrelas e determinou que as estrelas principais da sequência tinham um mecanismo que poderia potencialmente compensar o desvio para o vermelho com um desvio para o azul. Ou seja, a convecção na atmosfera das estrelas mudaria o material para o azul. A equipe afirma que estrelas de baixa massa compuseram a maior parte da pesquisa devido ao seu número e acredita-se que essas estrelas passam por maiores quantidades de convecção do que a maioria dos outros tipos de estrelas. No entanto, ainda é um pouco suspeito que esse deslocamento possa contrariar com tanta precisão o desvio para o vermelho gravitacional.
Por fim, a equipe conclui que, independentemente do efeito, as esquisitices observadas aqui apontam para uma limitação na metodologia. Tentar provocar efeitos tão pequenos com uma população tão diversa de estrelas pode simplesmente não funcionar. Como tal, eles recomendam que investigações futuras tenham como alvo apenas subclasses específicas para comparação, a fim de limitar esses efeitos.
