Galaxy Cluster Abell 2218 izobličavajući svjetlost iz više udaljenih galaksija. Kreditna slika: ESO. Klikni za veću sliku
Pedeset godina nakon njegove smrti, rad Alberta Einsteina i dalje pruža nove alate za razumijevanje našeg svemira. Međunarodni tim astronoma sada je koristio fenomen koji je prvi predvidio Einstein 1936. godine, a nazvan je gravitacijskim lećanjem kako bi odredio oblik zvijezda. Taj je fenomen, uslijed djelovanja gravitacije na svjetlosne zrake, doveo do razvoja tehnika gravitacijske optike, a među njima i gravitacijskog mikrolečenja. To je prvi put da se ova dobro poznata tehnika koristila za određivanje oblika zvijezde.
Većina zvijezda na nebu su točkaste, pa je vrlo teško procijeniti njihov oblik. Nedavni napredak u optičkoj interferometriji omogućio je mjerenje oblika nekoliko zvijezda. Primjerice, u lipnju 2003. godine, zvijezda Ahernar (Alpha Eridani) pronađena je kao najplođa zvijezda koju su ikad vidjeli, koristeći opažanja s Interferometra vrlo velikog teleskopa (za detalje pogledajte ESO Press Release). Do sada je prijavljeno samo nekoliko mjerenja zvjezdanog oblika, dijelom zbog poteškoća u provođenju takvih mjerenja. Važno je, međutim, dobiti daljnja točna određivanja zvjezdanog oblika, jer takva mjerenja pomažu u ispitivanju teoretskih zvjezdanih modela.
Prvi put je međunarodni tim astronoma [1], predvođen N. J. Rattenburyjem (iz Jodrell Bank Observatory, Velika Britanija), primijenio tehnike gravitacijskog leća kako bi odredio oblik zvijezde. Ove se tehnike oslanjaju na gravitacijsko savijanje svjetlosnih zraka. Ako svjetlost koja dolazi iz svijetlog izvora prolazi blizu masivnog predmeta prednjeg plana, svjetlosne zrake će se saviti, a slika svijetlog izvora izmijeniti. Ako je masivni objekt prednjeg plana („leća“) točkasti i savršeno usklađen sa Zemljom i svijetlim izvorom, promijenjena slika sa Zemlje će biti u obliku prstena, takozvani „Einsteinov prsten“. Međutim, većina stvarnih slučajeva razlikuje se od ove idealne situacije, a promatrana slika se mijenja na složeniji način. Slika ispod pokazuje primjer gravitacijskog leća ogromnog galaksija.
Gravitacijsko mikroosvještavanje, koje koriste Rattenbury i njegovi kolege, gravitacijski se oslanja i na odbijanje svjetlosnih zraka. Gravitacijsko mikroosvještavanje je pojam koji se koristi za opisivanje događaja gravitacijskog leća u kojima leća nije dovoljno masivna da stvori razlučive slike pozadinskog izvora. Učinak se još uvijek može otkriti jer su iskrivljene slike izvora svjetlije od izvora bez izvora. Promatrajući učinak gravitacijskog mikrolengiranja stoga je privremeno prividno uvećanje pozadinskog izvora. U nekim slučajevima, učinak mikrolečenja može povećati svjetlinu izvora pozadine za faktor do 1000. Kao što je Einstein već istaknuo, podešavanja potrebna za promatranje učinka mikrolečenja su rijetka. Štoviše, kako su sve zvijezde u pokretu, učinak je prolazan i ponavljajući se. Događaji mikrolečenja javljaju se u vremenskim razmacima od tjedana do mjeseci i zahtijevaju otkrivanje dugoročnih istraživanja. Takvi anketni programi postoje od 1990-ih. Danas djeluju dva istraživačka tima: suradnja Japana i Novog Zelanda poznata kao MOA (Microlensing Observation in Astrophysics) i poljska / Princeton suradnja poznata kao OGLE (Optical Optical Gravitational Lens Experiment). Ekipa MOA promatra Novi Zeland, a OGLE tim iz Čilea. Podržane su od strane dvije mreže za praćenje, MicroFUN i PLANET / RoboNET, koje upravljaju desetak teleskopa širom svijeta.
Tehnika mikroležiranja primijenjena je za traženje tamne materije oko naše Mliječne staze i drugih galaksija. Ova se tehnika također koristi za otkrivanje planeta koji kruže oko drugih zvijezda. Prvi put su Rattenbury i njegovi kolege uspjeli odrediti oblik zvijezde pomoću ove tehnike. Slučaj mikroležiranja koji je upotrijebljen otkrila je u srpnju 2002. skupina MOA. Događaj nosi naziv MOA 2002-BLG-33 (u daljnjem tekstu MOA-33). Kombinirajući promatranja ovog događaja pomoću pet zemaljskih teleskopa zajedno sa HST slikama, Rattenbury i njegovi kolege izveli su novu analizu ovog događaja.
Objektiv događaja MOA-33 bio je binarna zvijezda, a takvi sustavi binarnih leća proizvode mikrosvjetleće svjetlosne tokove koji mogu pružiti puno informacija o izvoru i sustavima leća. Posebna geometrija sustava promatrača, leća i izvora tijekom događaja mikroozljeđivanja MOA-33 značila je da je promatrano uvećanje izvorne zvijezde ovisno o vremenu vrlo osjetljivo na stvarni oblik samog izvora. Oblik zvijezde izvora u događajima mikrolečenja obično se pretpostavlja da je sferni. Uvođenje parametara koji opisuju oblik izvorne zvijezde u analizu je omogućilo određivanje oblika izvorne zvijezde.
Rattenbury i njegovi kolege procijenili su da je pozadinska zvijezda MOA-33 blago izdužena, s omjerom između polnog i ekvatorijalnog polumjera 1,02 -0,02 / + 0,04. Međutim, s obzirom na mjerne nesigurnosti, ne može se potpuno isključiti kružni oblik zvijezde. Donja slika uspoređuje oblik pozadinske zvijezde MOA-33 s onima nedavno izmjerenima za Altair i Achernar. Dok su i Altair i Achernar samo nekoliko parcela od Zemlje, pozadinska zvijezda MOA-33 udaljenija je zvijezda (oko 5000 parseka od Zemlje). Doista, interferometrijske tehnike mogu se primijeniti samo na svijetle zvijezde (dakle u blizini). Suprotno tome, tehnika mikroležiranja omogućava određivanje oblika mnogo udaljenijih zvijezda. Zapravo, trenutno ne postoji alternativna tehnika za mjerenje oblika udaljenih zvijezda.
Ova tehnika zahtijeva, međutim, vrlo specifične (i rijetke) geometrijske konfiguracije. Iz statističkih razmatranja, tim je procijenio da će oko 0,1% svih otkrivenih događaja mikroležiranja imati potrebne konfiguracije. Svake godine se promatra oko 1000 mikrolengiranja. Oni bi u skoroj budućnosti trebali postati još brojniji. MOA grupa trenutno pušta u pogon novi japanski teleskop širokog polja 1,8 m koji će detektirati događaje povećanom brzinom. Također, grupa pod vodstvom SAD razmatra planove za svemirsku misiju pod nazivom Microlensing Planet Finder. To je osmišljeno tako da omogući popis svih vrsta planeta unutar Galaksije. Kao sporedni proizvod, također bi detektirao događaje poput MOA-33 i pružio informacije o oblicima zvijezda.
Izvorni izvor: Jodrell Bank Observatory
