Кластер галактики Abell 2218, спотворюючи світло від кількох віддалених галактик. Кредитний імідж: ESO. Натисніть, щоб збільшити
П'ятдесят років після його смерті робота Альберта Ейнштейна все ще забезпечує нові інструменти для розуміння нашого Всесвіту. Зараз міжнародна команда астрономів використовувала явище, яке вперше передбачив Ейнштейн у 1936 р., Іменуване гравітаційним лінзуванням для визначення форми зірок. Це явище, внаслідок впливу сили тяжіння на світлові промені, призвело до розвитку прийомів гравітаційної оптики, серед них гравітаційне мікросенсування. Вперше цей відомий прийом було використано для визначення форми зірки.
Більшість зірок на небі є точковими, що ускладнює оцінку їх форми. Нещодавній прогрес в оптичній інтерферометрії дозволив виміряти форму кількох зірок. Наприклад, у червні 2003 року зірка Ахернар (Альфа Ерідані) була визнана найбільш плоскою зіркою, яку коли-небудь бачили, використовуючи спостереження з Інтерферометра дуже великого телескопа (детальну інформацію про це відкриття див. У прес-релізі ESO). До цих пір повідомлялося лише про кілька вимірювань зоряної форми, частково через труднощі проведення таких вимірювань. Однак важливо отримати більш точні визначення зоряної форми, оскільки такі вимірювання допомагають перевірити теоретичні зоряні моделі.
Вперше міжнародна команда астрономів [1] на чолі з Н. Дж. Раттенбері (з обсерваторії банку Jodrell Bank, Великобританія) застосувала методики гравітаційного лінзування для визначення форми зірки. Ці методи спираються на гравітаційне вигин світлових променів. Якщо світло, що надходить від яскравого джерела, проходить близько до масивного об'єкта переднього плану, світлові промені будуть зігнуті, а зображення яскравого джерела буде змінено. Якщо масивний об'єкт переднього плану ("лінза") має точковий вигляд і ідеально вирівняний із Землею та яскравим джерелом, змінене зображення, видно з Землі, матиме форму кільця, так зване "кільце Ейнштейна". Однак більшість реальних випадків відрізняються від цієї ідеальної ситуації, і спостережуване зображення змінюється складніше. На зображенні нижче показаний приклад гравітаційного лінзування масивним галактичним скупченням.
Гравітаційне мікролінінг, як його використовують Раттенбері та його колеги, також спирається на відхилення світлових променів гравітацією. Гравітаційне мікросенсифікація - це термін, що використовується для опису подій гравітаційного лінзування, коли лінза недостатньо масивна, щоб створювати вирішальні зображення фонового джерела. Ефект все ще можна виявити, оскільки спотворені зображення джерела яскравіші, ніж невідоме джерело. Таким чином, спостерігається ефект гравітаційного мікролінінгу є тимчасовим очевидним збільшенням фонового джерела. У деяких випадках ефект мікросенсирування може збільшувати яскравість фонового джерела втричі до 1000. Як вже вказував Ейнштейн, вирівнювання, необхідні для ефекту мікросенсування, спостерігаються рідко. Більше того, оскільки всі зірки перебувають у русі, ефект є тимчасовим та неповторним. Події мікросенсування відбуваються впродовж часових масштабів від тижнів до місяців і вимагають виявлення тривалих обстежень. Такі програми опитування існують з 1990-х років. Сьогодні працюють дві оглядові групи: співпраця Японії / Нової Зеландії, відома як MOA (Мікроспостереження в астрофізиці) та співпраця Польщі / Прінстона, відома як OGLE (Оптичний експеримент з гравітаційним об'єктивом). Команда MOA спостерігає з Нової Зеландії та команду OGLE з Чилі. Вони підтримуються двома наступними мережами, MicroFUN та PLANET / RoboNET, які працюють близько десятка телескопів по всьому світу.
Для пошуку темної речовини навколо Чумацького Шляху та інших галактик була застосована техніка мікролінування. Ця методика також використовувалася для виявлення планет, які обертаються навколо інших зірок. Вперше Раттенбері та його колеги змогли визначити форму зірки за допомогою цієї методики. Подія мікролінінгу, яка була використана, була виявлена в липні 2002 року групою MOA. Подія названа MOA 2002-BLG-33 (далі MOA-33). Поєднуючи спостереження за цією подією п'ятьма наземними телескопами разом із зображеннями HST, Раттенбері та його колеги провели новий аналіз цієї події.
Об'єктив події MOA-33 був бінарною зіркою, і такі системи бінарних лінз виробляють мікросвітлові світлові потоки, які можуть надати багато інформації як про джерело, так і про об'єктивні системи. Конкретна геометрія систем спостереження, лінз та джерел під час події мікросенсу MOA-33 означала, що спостережуване збільшення часу зірки-джерела було дуже чутливим до фактичної форми самого джерела. Форма вихідної зірки в подіях мікросвічування зазвичай вважається кулястою. Введення параметрів, що описують форму вихідної зірки, в аналіз дозволило визначити форму вихідної зірки.
Раттенбері та його колеги оцінили, що фонова зірка MOA-33 є трохи подовженою, із співвідношенням між полярним та екваторіальним радіусом 1,02 -0,02 / + 0,04. Однак, враховуючи невизначеності вимірювання, кругову форму зірки не можна повністю виключити. На малюнку нижче порівнюється форма фонової зірки MOA-33 з тією, яку нещодавно виміряли для Альтаїра та Ахернара. Хоча і Альтаїр, і Ахернар - лише кілька парсеків від Землі, фонова зірка MOA-33 є більш віддаленою зіркою (приблизно 5000 парсексів від Землі). Дійсно, інтерферометричні методи можна застосовувати лише до яскравих (таким чином, поблизу) зірок. Навпаки, техніка мікролінінгу дає змогу визначити форму набагато віддаленіших зірок. Дійсно, наразі не існує альтернативної методики вимірювання форми далеких зірок.
Однак ця методика вимагає дуже специфічних (і рідкісних) геометричних конфігурацій. Зі статистичних міркувань команда підрахувала, що приблизно 0,1% всіх виявлених подій мікросенсирування матимуть необхідні конфігурації. Щороку спостерігається близько 1000 мікролінінгових подій. Вони повинні стати ще більш численними в найближчому майбутньому. В даний час група MOA вводить в дію новий 1,8-метровий широкопольний телескоп, що постачається в Японії, який буде визначати події зі збільшенням швидкості. Крім того, група під керівництвом США розглядає плани для космічної місії під назвою Microlensing Planet Finder. Це розроблено, щоб провести перепис усіх типів планет у межах Галактики. В якості побічного продукту він також виявлятиме такі події, як MOA-33, та надає інформацію про форми зірок.
Оригінальне джерело: Обсерваторія банку Jodrell
