Dobrodošli natrag u našu seriju o metodama lova na egzoplanet! Danas gledamo znatiželjnu i jedinstvenu metodu poznatu kao Gravitacijski mikrolensing.
Potraga za ekstra-solarnim planetima zasigurno se zagrijala u posljednjem desetljeću. Zahvaljujući poboljšanjima u tehnologiji i metodologiji, broj egzoplaneta koji su primijećeni (od 1. prosinca 2017.) dosegao je 3 710 planeta u sustavima sa 780 zvijezda, pri čemu se 621 sustav može pohvaliti s više planeta. Nažalost, zbog raznih ograničenja s kojima se astronomi moraju suočiti, velika većina je otkrivena neizravnim metodama.
Jedna od najčešćih metoda za neizravno otkrivanje egzoplaneta poznata je pod nazivom Gravitacijsko mikrolezanje. U osnovi se ova metoda oslanja na gravitacijsku silu udaljenih objekata da se savije i fokusira svjetlost koja dolazi od neke zvijezde. Dok planet prolazi ispred zvijezde u odnosu na promatrača (tj. Čini tranzit), svjetlost mjerljivo pada, što se zatim može koristiti za utvrđivanje prisutnosti planeta.
U tom pogledu, Gravitacijsko mikroleniranje je umanjena inačica Gravitacijskog lečenja, gdje se intervenirajući objekt (poput galaksija) koristi za fokusiranje svjetlosti koja dolazi iz galaksije ili drugog objekta koji se nalazi izvan nje. Uključuje i ključni element visoko učinkovite tranzitne metode, gdje se zvijezde prate padova u svjetlini kako bi se ukazalo na prisutnost egzoplanete.
Opis:
U skladu s Einsteinovom teorijom opće relativnosti, gravitacija uzrokuje savijanje tkanine svemirskog vremena. Taj efekt može uzrokovati izobličenje ili savijenost svjetlosti pod utjecajem gravitacije predmeta. Također može djelovati kao leća, uzrokujući da svjetlost postane više usredotočena i čini da udaljeni predmeti (poput zvijezda) izgledaju svjetlije promatraču. Taj se efekt pojavljuje samo kad su dvije zvijezde gotovo točno poravnate u odnosu na promatrača (tj. Jedna je smještena ispred druge).
Ovi „događaji leće“ kratki su, ali obilni, jer se Zemlja i zvijezde u našoj galaksiji uvijek kreću jedan u odnosu na drugi. U proteklom desetljeću zabilježeno je preko tisuću takvih događaja i obično traju po nekoliko dana ili tjedana. Zapravo je taj efekt iskoristio sir Arthur Eddington 1919. godine da pruži prve empirijske dokaze za opću relativnost.
To se dogodilo tijekom pomračenja Sunca 29. svibnja 1919. godine, gdje su Eddington i znanstvena ekspedicija otputovali na otok Principe kraj obale zapadne Afrike kako bi fotografirali zvijezde koje su sada vidljive u regiji oko Sunca. Slike su potvrdile Einsteinovo predviđanje pokazujući kako se svjetlost iz tih zvijezda pomalo pomiče kao odgovor na Sunčevo gravitacijsko polje.
Tehniku su izvorno predložili astronomi Shude Mao i Bohdan Paczynski 1991. kao sredstvo za traženje binarnih pratilaca do zvijezda. Andy Gould i Abraham Loeb 1992. svoj su prijedlog precizirali kao metodu za otkrivanje egzoplaneta. Ova je metoda najučinkovitija kada tražite planete prema središtu galaksije jer galaktička izbočina pruža veliki broj pozadinskih zvijezda.
Prednosti:
Mikroleniranje je jedina poznata metoda koja je sposobna otkriti planete na zaista velikim udaljenostima od Zemlje i sposobna je pronaći i najmanju egzoplanetu. Dok je metoda radijalne brzine učinkovita kada tražite planete do 100 svjetlosnih godina od Zemlje, a tranzitna fotometrija može otkriti planete udaljene stotine svjetlosnih godina, mikroosvještavanje može pronaći planete udaljene tisuće svjetlosnih godina.
Dok većina drugih metoda ima pristranost detekcije prema manjim planetima, metoda mikroležiranja najosjetljivije je sredstvo za otkrivanje planeta koji su udaljeni oko 1-10 astronomskih jedinica (AU) od sunčevih zvijezda. Microlensing je također jedino dokazano sredstvo za otkrivanje planeta male mase u širim orbitama, gdje su i tranzitna metoda i radijalna brzina neučinkoviti.
Uzeto zajedno, ove prednosti čine mikrolepanje najučinkovitijom metodom pronalaska planeta sličnih Zemlji oko zvijezda poput sunca. Pored toga, mikroskopske ankete mogu se učinkovito montirati pomoću prizemnih objekata. Kao i tranzitna fotometrija, Microlensing metoda ima koristi od činjenice da se istovremeno može pregledati desetke tisuća zvijezda.
Nedostaci:
Budući da su događaji mikroležiranja jedinstveni i ne podliježu ponovljivanju, bilo koji planet otkriven ovom metodom neće se više primijetiti. Osim toga, one planete koje su otkrivene imaju tendenciju da se nalaze na vrlo dalekom putu, što praćenje istraživanja čini gotovo nemogućim. Srećom, za mikrodelendiranje detektivi obično ne zahtijevaju daljnja ispitivanja jer imaju vrlo visok omjer signal-šum.
Iako potvrda nije potrebna, potvrđeni su i neki planetarni događaji mikrolečenja. Planetarni signal za događaj OGLE-2005-BLG-169 potvrđen je HST i Keck opažanjima (Bennett i sur. 2015; Batista i sur. 2015). Pored toga, mikromenziranje može proizvesti samo grube procjene udaljenosti planeta, ostavljajući značajne razlike za pogreške.
Mikroleniranje također ne može dati točne procjene orbitalnih svojstava planeta, jer je jedina orbitalna karakteristika koja se može izravno odrediti ovom metodom trenutna polu-glavna os planeta. Kao takav, planeta s ekscentričnom orbitom moći će se detektirati samo na malom dijelu njegove orbite (kada je daleko od svoje zvijezde).
Konačno, mikroosvještavanje ovisi o rijetkim i slučajnim događajima - prolasku jedne zvijezde točno ispred druge, kao što se vidi sa Zemlje - što otkriće čini i rijetkim i nepredvidivim.
Primjeri istraživanja gravitacijskog mikroklesanja:
Ankete koje se oslanjaju na Microlensing metodu uključuju eksperiment optičkog gravitacijskog lečenja (OGLE) na Sveučilištu u Varšavi. Na čelu s Andrzejem Udalskim, direktorom astronomskog opservatorija na Sveučilištu, ovaj međunarodni projekt koristi teleskop 1.3 metra „Varšava“ u Las Campanasu, Čile, za traženje mikroslektivnih događaja u polju od 100 zvijezda oko galaktičke izbočine.
Postoji i Mikrolensing opažanja iz astrofizike (MOA), skupina za suradnju između istraživača na Novom Zelandu i Japanu. Pod vodstvom profesora Yasushija Murakija sa Sveučilišta Nagoya, ova se skupina koristi Microlensing metodom za provođenje istraživanja za tamnu tvar, van-solarne planete i zvjezdane atmosfere s južne hemisfere.
A tu je i Mreža anomalija za sondiranje (PLANET), koja se sastoji od pet 1 metra teleskopa raspoređenih po južnoj hemisferi. U suradnji s RoboNetom, ovaj je projekt u mogućnosti pružiti skoro neprekidna promatranja za događaje mikrolečenja koji izazivaju planeti s masom nižim od Zemljine.
Najosjetljivije istraživanje do danas je Korejska mreža za mikrolensiranje (KMTNet), projekt koji je pokrenuo Korejski institut za astronomiju i svemirske znanosti (KASI) 2009. godine. KMTNet se oslanja na instrumente u tri južne opservatorije za pružanje kontinuiranog 24-satnog praćenja Galaktičko ispupčenje, u potrazi za događajima mikrolečenja koji će usmjeriti put ka planetama Zemljinoj masi i orbitiraju sa zonama nastanka njihovih zvijezda.
Ovdje smo napisali mnoge zanimljive članke o otkrivanju egzoplaneta u časopisu Space Magazine. Evo što su dodatni solarni planeti ?, što je metoda tranzita ?, što je metoda radijalne brzine ?, što je gravitacijsko leće? i Keplerov svemir: Više planeta u našoj Galaksiji nego zvijezda
Za više informacija provjerite NASA-ino stranicu o istraživanju egzoplaneta, stranicu planetarnog društva na ekstrasolarnim planetima i arhivu egzoplaneta NASA / Caltech.
Astronomy Cast također ima bitne epizode na tu temu. Evo epizode 208: Svemirski teleskop Spitzer, epizoda 337: fotometrija, epizoda 364: misija CoRoT i epizoda 367: spitzer li egzoplanete.
izvori:
- NASA - 5 načina za pronalaženje planeta
- Planetarno društvo - mikrolečenje
- Wikipedija - Metode otkrivanja egzoplaneta
