Kosmiczne szkło powiększające

Być może tak wygląda planeta półtora razy większa niż Jowisz okrążająca swoją macierzystą gwiazdę - czerwonego karła. Fot: NASA/JPL

Po raz pierwszy astronomowie używając kosmicznego efektu powiększającego potwierdzili istnienie planety krążącej wokół odległej gwiazdy. Odkrycia dokonano nie tradycyjną metodą obserwacji niewielkich zmian w widmie gwiazdy wywołanych krążącą wokół niej planetą, ale obserwując zmiany jakie w obrazie bardzo odległej gwiazdy wywołała inna gwiazda wraz z obiegającą ją planetą. Zjawisko to zwane jest mikrosoczewkowaniem grawitacyjnym. Gwiazda lub planeta może zadziałać jak kosmiczna soczewka, która wzmacnia i pojaśnia światło gwiazdy położonej znacznie dalej. Pole grawitacyjne gwiazdy-powiększacza ugina i ogniskuje światło tak samo jak soczewka ugina i ogniskuje światło obserwowanej gwiazdy w teleskopie. Albert Einstein przewidział ten efekt w swojej teorii względności i potwierdził to w odniesieniu do naszego Słońca. Dzięki temu zjawisku można odkrywać istnienie planet o małych masach. Najnowsze odkrycie możliwe było dzięki współpracy międzynarodowych grup badawczych: Microlensing Observations in Astrophysics (MOA) i Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE). Nawet dobrze wyekwipowani amatorzy astronomicznych odkryć mogą używać tej samej techniki by pomóc w potwierdzeniu istnienia planet wokół innych gwiazd.

 

Zjawisko mikrosoczewkowania grawitacyjnego: jeśli masywny obiekt znajdzie się blisko linii gwiazda - obserwator, to może spowodować ugięcie promieni świetlnych gwiazdy, które dolecą do Ziemi powodując, że obserwowany obiekt wyda się jaśniejszy. Gdy obiekt oddali się, znów będziemy obserwować pierwotną ilość promieniowania, światło nie będzie uginane.

Nowo odkryty układ gwiazda - planeta znajduje się 17 tysięcy lat świetlnych od nas (czyli w naszej Galaktyce) w gwiazdozbiorze Strzelca. Planeta krążąca wokół gwiazdy typu czerwony karzeł jest prawdopodobnie półtora razy większa niż Jowisz. Planeta znajduje się trzy razy dalej od swojej macierzystej gwiazdy niż nasza Ziemia od Słońca. Duet ten powoduje wzmocnienie światła dochodzącego od gwiazdy położonej blisko centrum Drogi Mlecznej w odległości około 24 tysięcy lat świetlnych on nas.

W najwcześniejszych obserwacjach mikrosoczewkowania, naukowcy stwierdzili typowy kształt pojaśnienia, który wskazuje że grawitacja jakiejś gwiazdy wpływa na światło biegnące z obiektu znajdującego się dalej. Najnowsze obserwacje ujawniły dodatkowe "piki" pojaśnienia wskazując na dwa masywne obiekty odpowiedzialne za soczewkowania. Po precyzyjnej analizie kształtu krzywej zmian blasku naukowcy wyznaczyli masę mniejszego składnika na 0.4 % masy większego składnika. Stwierdzono, że taki układ to nic innego jak planeta obiegająca gwiazdę.

 

Zdjęcie jest częścią danych, na podstawie których stwierdzono istnienie planety wokół innej gwiazdy. Obraz pochodzi z 1.3-metrowego warszawskiego teleskopu znajdującego się w Obserwatorium Las Campanas w Chile. Fot: NASA/JPL

Profesor Bohdan Paczyński z Uniwersytetu Princeton, członek zespołu OGLE, po raz pierwszy zaproponował użycie mikrosoczewkowania grawitacyjnego do szukania ciemnej materii w 1986 roku. W 1991 roku Prof. Paczyński i jego student Shude Mao zaproponowali użycie mikrosoczewkowania do szukania planet krążących wokół innych gwiazd. Trzy lata później 3 grupy zakomunikowały pierwszą detekcje zjawiska mikrosoczewkowania grawitacyjnego, soczewką była gwiazda. Wcześniejsze odkrycia były niepotwierdzone.

Jestem podekscytowany tym, że przewidywania potwierdzają się, powiedział prof. Paczyński. On i jego współpracownicy wierzą, ze w niedalekiej przyszłości obserwacje doprowadzą do odkrycia planet rozmiaru Neptuna czy nawet Ziemi.

Mikrosoczewkowanie może z łatwością ujawnić obecność innych planety, bo zmienia ono bardzo mocno jasność gwiazdy znajdującej się za soczewką. Zjawisko to ma miejsce jednak tylko wówczas gdy 2 gwiazdy (ta która soczewkuje i ta której światło ulega soczewkowaniu) są idealnie ustawione względem siebie. Jest to rzadki przypadek i aby go gdzieś znaleźć na niebie musimy monitorować miliony gwiazd. Rozwój technik obserwacyjnych uczynił to zadanie wykonalnym. Jako przykład można podać kamerę Ogle-III o dużym polu widzenia, czy będący w trakcie budowy 1.8-metrowy teleskop Moa-II.

Artykuł dotyczący tego odkrycia ukaże się 10 maja w Astrophysical Journal Letters. O wcześniejszych odkryciach zespołu OGLE czytaj na stronach ORIONA

24 kwietnia 2004
Źródło | Karolina Zawada

Liczba odsłon: 1403