Galaxy Cluster Abell 2218 zdeformuje svetlo z niekoľkých vzdialenejších galaxií. Obrazový kredit: ESO. Klikni na zväčšenie.
Päťdesiat rokov po jeho smrti je práca Alberta Einsteina stále novým nástrojom na pochopenie nášho vesmíru. Medzinárodný tím astronómov teraz použil jav, ktorý prvýkrát predpovedal Einstein v roku 1936, nazvaný gravitačné šošovky, na určenie tvaru hviezd. Tento jav, v dôsledku pôsobenia gravitácie na svetelné lúče, viedol k vývoju techník gravitačnej optiky, medzi ktoré patrí gravitačné mikrolenzovanie. Je to prvýkrát, keď sa táto dobre známa technika použila na určenie tvaru hviezdy.
Väčšina hviezd na oblohe je špicatá, takže je veľmi ťažké vyhodnotiť ich tvar. Nedávny pokrok v optickej interferometrii umožnil zmerať tvar niekoľkých hviezd. Napríklad v júni 2003 sa zistilo, že hviezda Achernar (Alpha Eridani) je najplošnejšou hviezdou, aká sa kedy videla, pomocou pozorovaní z veľmi veľkého ďalekohľadu (podrobnosti nájdete v tlačovej správe ESO). Doteraz bolo hlásených iba niekoľko meraní hviezdneho tvaru, čiastočne kvôli ťažkostiam s takýmito meraniami. Je však dôležité získať ďalšie presné stanovenie tvaru hviezd, pretože takéto merania pomáhajú testovať teoretické hviezdne modely.
Medzinárodný tím astronómov [1], ktorý viedol N. J. Rattenbury (z Jodrell Bank Observatory, UK), prvýkrát použil gravitačné šošovky na určenie tvaru hviezdy. Tieto techniky závisia od gravitačného ohybu svetelných lúčov. Ak svetlo prichádzajúce zo svetelného zdroja prechádza blízko masívneho objektu v popredí, svetelné lúče sa ohnú a obraz svetelného zdroja sa zmení. Ak je masívny predmet v popredí („šošovka“) bodový a dokonale zarovnaný so Zemou a svetelným zdrojom, zmenený obrázok pri pohľade zo Zeme bude mať tvar prstenca, takzvaný „Einsteinov kruh“. Väčšina skutočných prípadov sa však od tejto ideálnej situácie líši a pozorovaný obraz sa mení komplikovanejším spôsobom. Obrázok nižšie ukazuje príklad gravitačných šošoviek pomocou obrovského zoskupenia galaxií.
Gravitačné microlensing, ako ho používajú Rattenbury a jeho kolegovia, sa tiež spolieha na vychýlenie svetelných lúčov pomocou gravitácie. Gravitačné mikročočky sú výrazy používané na opis udalostí gravitačných šošoviek, pri ktorých šošovka nie je dostatočne masívna na to, aby vytvorila rozlíšiteľné obrazy zdroja pozadia. Účinok je stále možné zistiť, pretože zdeformované obrazy zdroja sú jasnejšie ako neosvetlený zdroj. Pozorovateľným účinkom gravitačnej mikročočky je preto dočasné zjavné zväčšenie zdroja pozadia. V niektorých prípadoch môže účinok mikrolenzúry zvýšiť jas zdroja pozadia faktorom až 1000. Ako už zdôraznil Einstein, zarovnanie potrebné na pozorovanie mikrolenzačného účinku je zriedkavé. Navyše, keď sú všetky hviezdy v pohybe, efekt je prechodný a neopakujúci sa. K udalostiam s mikročočkami dochádza v časových intervaloch od týždňov do mesiacov a je potrebné zistiť dlhodobé prieskumy. Takéto programy prieskumu existujú od 90. rokov. Dnes fungujú dva prieskumné tímy: spolupráca medzi Japonskom a Novým Zélandom známa ako MOA (Microlensing Observations in Astrophysics) a poľsko-princetónska spolupráca známa ako OGLE (Optical Gravitational Lens Experiment). Tím MOA pozoruje Nový Zéland a tím OGLE z Čile. Podporujú ich dve nadväzujúce siete, MicroFUN a PLANET / RoboNET, ktoré fungujú okolo tuctu ďalekohľadov po celom svete.
Technika mikročočiek bola použitá na hľadanie temnej hmoty okolo našej Mliečnej dráhy a ďalších galaxií. Táto technika sa tiež používa na detekciu planét obiehajúcich okolo iných hviezd. Rattenbury a jeho kolegovia po prvýkrát dokázali pomocou tejto techniky určiť tvar hviezdy. Mikročočková udalosť, ktorá bola použitá, bola zistená v júli 2002 skupinou MOA. Podujatie sa volá MOA 2002-BLG-33 (ďalej len MOA-33). Kombináciou pozorovaní tejto udalosti pomocou piatich pozemných ďalekohľadov spolu s obrázkami HST, Rattenbury a jeho kolegovia vykonali novú analýzu tejto udalosti.
Šošovka udalosti MOA-33 bola binárnou hviezdou a také systémy binárnych šošoviek produkujú mikrošošovkové svetelné lúče, ktoré môžu poskytnúť veľa informácií o zdrojovom aj šošovkovom systéme. Konkrétna geometria systémov pozorovateľov, šošoviek a zdrojov počas mikročočkovej udalosti MOA-33 znamenala, že pozorované časovo závislé zväčšenie zdrojovej hviezdy bolo veľmi citlivé na skutočný tvar samotného zdroja. Tvar zdrojovej hviezdy pri udalostiach s mikročočkami sa zvyčajne považuje za sférický. Zavedenie parametrov opisujúcich tvar zdrojovej hviezdy do analýzy umožnilo určiť tvar zdrojovej hviezdy.
Rattenbury a jeho kolegovia odhadli, že pozadie hviezdy MOA-33 je mierne predĺžené, s pomerom medzi polárnym a rovníkovým polomerom 1,02 - 0,02 / + 0,04. Vzhľadom na nepresnosti merania však nemožno úplne vylúčiť kruhový tvar hviezdy. Obrázok nižšie porovnáva tvar hviezdy pozadia MOA-33 s tými, ktoré boli nedávno namerané pre Altair a Achernar. Zatiaľ čo Altair aj Achernar sú len pár parsecov od Zeme, hviezda pozadia MOA-33 je vzdialenejšou hviezdou (asi 5000 parsecs od Zeme). Interferometrické techniky sa skutočne dajú použiť iba na jasné (teda blízke) hviezdy. Naopak, technika mikročočiek umožňuje určiť tvar oveľa vzdialenejších hviezd. V skutočnosti v súčasnosti neexistuje iná alternatívna technika na meranie tvaru vzdialených hviezd.
Táto technika si však vyžaduje veľmi špecifické (a zriedkavé) geometrické konfigurácie. Zo štatistických hľadísk tím odhadol, že približne 0,1% všetkých detegovaných mikročočkových udalostí bude mať požadované konfigurácie. Každý rok sa pozoruje približne 1 000 mikrolitrových udalostí. V blízkej budúcnosti by sa mali ešte viac rozšíriť. Skupina MOA v súčasnosti uvádza do prevádzky nový ďalekohľad s 1,8 m širokým poľom dodávaný do Japonska, ktorý bude detekovať udalosti zvýšenou rýchlosťou. Skupina vedená USA tiež zvažuje plány vesmírnej misie s názvom Microlensing Planet Finder. Je navrhnutý tak, aby poskytoval sčítanie všetkých typov planét v galaxii. Ako vedľajší produkt by tiež odhalil udalosti ako MOA-33 a poskytol informácie o tvaroch hviezd.
Pôvodný zdroj: Jodrell Bank Observatory
