Badacze z Uniwersytetu Warszawskiego, we współpracy z astronomami z całego świata, w tym z mgrem Przemysławem Mikołajczykiem, doktorantem w Instytucie Astronomicznym Uniwersytetu Wrocławskiego, zarejestrowali zjawisko mikrosoczewkowania grawitacyjnego w pobliżu płaszczyzny Drogi Mlecznej. Zjawisko zostało po raz pierwszy zauważone 19 kwietnia 2019 roku w danych przesyłanych przez satelitę Gaia (Europejska Agencja Kosmiczna – ESA), który cyklicznie skanuje całe niebo celem wykonywania precyzyjnych pomiarów położenia, ruchu i jasności gwiazd naszej galaktyki. Pojaśnieniu została nadana nazwa Gaia19bld, a następnie astronomowie z całego świata (w tym astronomowie-amatorzy), wykonywali obserwacje zjawiska przez kolejne 12 miesięcy. Wyniki ich pracy ukazały się w publikacji pt. „Single-lens mass measurement in the high-magnification microlensing event Gaia19bld located in the Galactic disc” Rybicki i in. 2022, Astronomy & Astrophysics, 657, A18.

Dzięki danym z obserwatoriów naziemnych (od 8-metrowych teleskopów należących do Europejskiego Obserwatorium Południowego – ESO, przez chilijski teleskop przeglądu OGLE należący do Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego, do małych robotycznych teleskopów o aperturze rzędu 30 cm operowanych przez amatorów), a także dzięki obserwacjom z Kosmicznego Teleskopu Spitzera (NASA), badaczom udało się zmierzyć zmiany w strukturze obrazów źródła światła (gwiazdy) w zjawisku mikrosoczewkowania. Ruch, rotacja obrazu i separacja źródła i soczewki podczas takiego zjawiska, choć bardzo dobrze zdefiniowane teoretycznie, zostały po raz pierwszy zaobserwowane bezpośrednio. Udało się to dzięki zastosowaniu techniki interferometrii optycznej, z wykorzystaniem teleskopów VLT zlokalizowanych w Obserwatorium Paranal w Chile.

Na ilustracji: Ruch obrazu i wzmocnienie sygnału podczas trwania zjawiska mikrosoczewkowania Gaia19bld. Animację zjawiska można zobaczyć pod tym linkiem. © K. Rybicki, Ł. Wyrzykowski, A. Cassan, E. Bachelet.

Z niezwykłą dokładnością wyznaczono masę soczewki, niewidzialnego obiektu, który jedynie wzmacnia światło źródła podczas zjawiska mikrosoczewkowania. Została ona wyznaczona na (1.13 ± 0.03) masy Słońca. Soczewka może być zwykłą gwiazdą, ale też i o wiele bardziej egzotycznym obiektem, jak gwiazda neutronowa lub czarna dziura. Jak jest w rzeczywistości, dowiemy się za kilka lat, kiedy soczewka i źródło oddalą się na niebie na tyle, aby można było rozdzielić ich obrazy. Niemniej jednak, badania nad Gaia19bld pokazują, że możliwe jest precyzyjne “ważenie” obiektów, których nie widzimy. Daje to znakomity oręż w poszukiwaniu czarnych dziur o gwiazdowych i pośrednich masach, w ciszy dryfujących w Drodze Mlecznej. Zaangażowanie wielu obserwatorów i koordynacja ich obserwacji dostarcza i będzie dostarczać w przyszłości znakomitych krzywych blasku i bez wątpienia przyniesie owoc w postaci wielu fascynujących odkryć.

Zjawisko (mikro)soczewkowania grawitacyjnego przewiduje Ogólna Teoria Względności sformułowana niemal sto lat temu przez Alberta Einsteina. Warto nadmienić, że ogromny wkład w rozwój teorii mikrosoczewkowania wniósł polski astronom prof. Bohdan Paczyński, absolwent Uniwersytetu Warszawskiego. Był on także zwolennikiem organizacji przeglądów nieba celem poszukiwania zjawisk mikrosoczewkowania, takich jak OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment, OA UW).

Więcej informacji:

• publikacja Rybicki K. A. i in. „Single-lens mass measurement in the high-magnification microlensing event Gaia19bld located in the Galactic disc„, Astronomy & Astrophysics, 657, A18 (2022)
• publikacja Bachelet E. i in., „A spectroscopic follow-up for Gaia19bld” Astronomy & Astrophysics, 657, id. A17
• How to weigh an invisible object (press-release A&A)
• LCO Scientists Confirm the Discovery of the First Moving Microlensing Arcs
• How to weigh an invisible object? (UW)

Dodała: Joanna Molenda-Żakowicz

Pełnomocnik Dziekana ds. promocji wydziału i kontaktów z mediami