Galaktiku klasteris Abell 2218 izkropļo gaismu no vairākām tālām galaktikām. Attēla kredīts: ESO. Noklikšķiniet, lai palielinātu.
Piecdesmit gadus pēc viņa nāves Alberta Einšteina darbs joprojām piedāvā jaunus rīkus mūsu Visuma izpratnei. Starptautiska astronomu komanda tagad, lai noteiktu zvaigžņu formu, ir izmantojusi fenomenu, ko Einšteins pirmo reizi paredzēja 1936. gadā un ko sauc par gravitācijas objektīvu. Šī parādība, ņemot vērā gravitācijas ietekmi uz gaismas stariem, noveda pie gravitācijas optikas metožu, tai skaitā gravitācijas mikrolīnijas, attīstības. Tā ir pirmā reize, kad zvaigznītes formas noteikšanai izmanto šo labi zināmo paņēmienu.
Lielākā daļa zvaigžņu debesīs ir līdzīgas punktam, tāpēc ir ļoti grūti novērtēt to formu. Nesenie panākumi optiskajā interferometrijā ļāva izmērīt dažu zvaigžņu formu. Piemēram, 2003. gada jūnijā, izmantojot ļoti liela teleskopa interferometra novērojumus, tika atzīta zvaigzne Achernara (Alfa Eridani), kas jebkad redzēta, (sīkāku informāciju par šo atklājumu sk. ESO paziņojumā presei). Līdz šim ir ziņots tikai par dažiem zvaigžņu formas mērījumiem, daļēji tāpēc, ka ir grūti veikt šādus mērījumus. Tomēr ir svarīgi iegūt precīzāku zvaigžņu formas noteikšanu, jo šādi mērījumi palīdz pārbaudīt teorētiskos zvaigžņu modeļus.
Pirmoreiz starptautiskā astronomu komanda [1], ko vada N. J. Rattenberijs (no Jodrell Bank Observatory, Lielbritānija), izmantoja gravitācijas objektīvu metodes, lai noteiktu zvaigznes formu. Šīs metodes ir atkarīgas no gaismas staru gravitācijas saliekuma. Ja gaisma, kas nāk no spilgta avota, iet tuvu priekšplāna masīvam objektam, gaismas stari tiks saliekti, un spožā avota attēls tiks mainīts. Ja priekšplāna masīvais objekts (“objektīvs”) ir līdzīgs punktam un lieliski saskaņots ar Zemi un spilgtu avotu, mainītais attēls, kas redzams no Zemes, būs gredzena forma, tā sauktais “Einšteina gredzens”. Tomēr vairums reālo gadījumu atšķiras no šīs ideālās situācijas, un novērotais attēls tiek mainīts sarežģītākā veidā. Zemāk redzamajā attēlā parādīts masīva galaktiku klastera gravitācijas objektīva piemērs.
Gravitācijas mikrolīnija, ko izmanto Rattenberijs un viņa kolēģi, ir atkarīga arī no gaismas staru novirzes ar gravitācijas palīdzību. Gravitācijas mikrolīnija ir termins, ko izmanto, lai aprakstītu gravitācijas objektīva notikumus, kad objektīvs nav pietiekami masīvs, lai iegūtu fona avota atdalāmus attēlus. Efektu joprojām var noteikt, jo izkropļoti avota attēli ir spilgtāki nekā neatklāts avots. Tāpēc gravitācijas mikroizplūdes novērojamā ietekme ir īslaicīgs acīmredzams fona avota palielinājums. Dažos gadījumos mikrolīmēšanas efekts var palielināt fona avota spilgtumu līdz koeficientam līdz 1000. Kā jau uzsvēra Einšteins, līdzinājumi, kas nepieciešami mikrolombēšanas efekta novēršanai, ir reti sastopami. Turklāt, tā kā visas zvaigznes ir kustībā, efekts ir īslaicīgs un neatkārtojas. Mikrolenču notikumi notiek laika posmā no nedēļām līdz mēnešiem, un ir nepieciešami ilgtermiņa apsekojumi. Šādas apsekojumu programmas pastāv kopš 1990. gadiem. Mūsdienās darbojas divas aptaujas grupas: Japānas un Jaunzēlandes sadarbība, kas pazīstama kā MOA (Microlensing Observations in Astrophysics), un Polijas / Prinstonas sadarbība, kas pazīstama kā OGLE (Optical Gravitational Lens Experiment). MOA komanda novēro no Jaunzēlandes un OGLE komanda no Čīles. Tos atbalsta divi papildu tīkli, MicroFUN un PLANET / RoboNET, kas visā pasaulē darbojas apmēram divpadsmit teleskopu.
Mikroelementu sajaukšanas tehnika ir izmantota tumšās vielas meklēšanai ap mūsu Piena ceļu un citām galaktikām. Šis paņēmiens ir izmantots arī, lai noteiktu planētas, kas riņķo ap citām zvaigznēm. Pirmoreiz Rattenberijs un viņa kolēģi spēja noteikt zvaigznes formu, izmantojot šo paņēmienu. Izmantoto mikroliešanas notikumu MOA grupa atklāja 2002. gada jūlijā. Pasākuma nosaukums ir MOA 2002-BLG-33 (turpmāk - MOA-33). Apvienojot piecu uz zemes bāzētu teleskopu novērojumus par šo notikumu kopā ar HST attēliem, Rattenberijs un viņa kolēģi veica jaunu šī notikuma analīzi.
Pasākuma MOA-33 objektīvs bija bināra zvaigzne, un šādas bināro lēcu sistēmas rada mikrolencējošas gaismas kurpes, kas var sniegt daudz informācijas gan par avota, gan objektīva sistēmām. Īpašā novērotāja, objektīva un avota sistēmu ģeometrija MOA-33 mikroliešanas pasākuma laikā nozīmēja, ka novērotais starojuma starojuma starojuma starojuma palielinājums bija ļoti jutīgs pret paša avota faktisko formu. Sākotnējās zvaigznes forma mikroelektriskos notikumos parasti tiek uzskatīta par sfērisku. Parametru, kas apraksta avota zvaigznes formu, ieviešana analīzē ļāva noteikt avota zvaigznes formu.
Rattenberijs un viņa kolēģi lēš, ka MOA-33 fona zvaigzne ir nedaudz iegarena, un attiecība starp polāro un ekvatoriālo rādiusu ir 1,02 -0,02 / + 0,04. Tomēr, ņemot vērā mērījumu neskaidrības, nevar pilnībā izslēgt zvaigznes apļveida formu. Zemāk redzamajā attēlā ir salīdzināta MOA-33 fona zvaigznes forma ar tām, kas nesen izmērītas Altair un Achernar. Kamēr gan Altair, gan Achernar ir tikai dažu parsešu attālumā no Zemes, MOA-33 fona zvaigzne ir tālāka zvaigzne (apmēram 5000 parseku no Zemes). Interferometriskos paņēmienus patiešām var izmantot tikai gaišām (tādējādi tuvumā esošām) zvaigznēm. Tieši pretēji, mikrolenēšanas tehnika ļauj noteikt daudz tālāku zvaigžņu formu. Patiešām, pašlaik nav alternatīvas tehnikas, lai izmērītu tālu zvaigžņu formu.
Tomēr šai tehnikai ir vajadzīgas ļoti specifiskas (un retas) ģeometriskas konfigurācijas. No statistikas apsvērumiem komanda lēsa, ka aptuveni 0,1% no visiem atklātajiem mikrouzliesmojuma notikumiem būs nepieciešamā konfigurācija. Katru gadu tiek novēroti apmēram 1000 mikrolenču notikumi. Viņiem tuvākajā laikā vajadzētu kļūt vēl lielākam skaitam. MOA grupa šobrīd pasūta jaunu Japānas piegādātu 1,8 m plata lauka teleskopu, kas uztvers notikumus ar lielāku ātrumu. Arī ASV vadītā grupa apsver kosmosa misijas plānus ar nosaukumu Microlensing Planet Finder. Tas tiek veidots, lai nodrošinātu visu planētu veidu skaitīšanu Galaktikā. Kā blakusprodukts tas varētu atklāt arī tādus notikumus kā MOA-33 un sniegt informāciju par zvaigžņu formām.
Oriģinālais avots: Jodrell Bank Observatory
