Spoglądając w serce gromady kulistej M22, Teleskop Kosmiczny Hubble’a (HST) odkrył 6 przypadków mikrosoczewkowania, co jest ewidentnym dowodem na obecność planet wielkości Saturna pomiędzy gromadą a Ziemią.

Zjawisko mikrosoczewkowania zachodzi wtedy, gdy odpowiednio masywny obiekt (soczewka) znajdzie się na linii łączącej obserwatora (na Ziemi) z gwiazdą. Grawitacja soczewki zakrzywi wtedy promienie gwiazdy w tle tak, że będzie ich więcej do nas docierać. Obserwator na Ziemi zarejestruje wzrost jasności gwiazdy. Mikrosoczewkowanie jest zjawiskiem towarzyszącym zakrzywianiu światła przez mniejsze obiekty (wielkości Jowisza lub Saturna). Soczewkowanie grawitacyjne występuje wtedy, gdy soczewką jest czarna dziura, galaktyka lub gromada galaktyk. Można wtedy bardzo dokładnie zmierzyć masę soczewki oraz rozkład masy wewnątrz.

Pomiędzy 22 lutego a 15 czerwca 1999 roku naukowcy pod przewodnictwem Kailash Sahu przy użyciu Planetary Camera 2 (jednego z instrumentów HST) obserwowali 83000 gwiazd. Teleskop zarejestrował w tym czasie tylko jeden przypadek soczewkowania, w którym soczewką była karłowata gwiazda (o masie kilkunastu procent masy Słońca). Jasność gwiazdy w tle wzrosła wtedy dziesięciokrotnie, a następnie powróciła do poprzedniej wartości. Całe zjawisko trwało 18 dni.

Jednak zespół zajmujący się tymi badaniami bardziej zainteresował się odkryciem 6 przypadków mikrosoczewkowania, kiedy gwiazdy tła pojaśniały najwyżej dwukrotnie, a maksymalna długość zmian jasności trwała 20 godzin. Te dane mówiły, że soczewką musi być obiekt znacznie mniejszy od gwiazdy. Wnikliwa analiza danych wykazała, że masa soczewek przekraczała zaledwie 80-krotnie masę Ziemi. Jeżeli dalsze badania to potwierdzą, będą to najmniejsze mikrosoczewkujące obiekty, jakie kiedykolwiek udało się zaobserwować.

Teraz pozostaje odpowiedzieć na pytanie: czym są te soczewki? Teoretycznie mogłyby być nimi duże planety, które przez siły grawitacji zostały wytrącone z orbit i teraz wędrują po całej gromadzie. Jednak takie obiekty powinny stanowić prawie 10% masy gromady – za dużo jak na “wędrujące” w przestrzeni ciała niebieskie.

Teraz, aby zweryfikować poprawność danych, do obserwacji zostanie zaprzęgnięty Kosmiczny Teleskop Hubble’a. Dzięki ostrości jego obrazów będzie można zbadać dokładniej te tajemnicze soczewki. Astronomowie są tym bardziej zainteresowani badaniami, ponieważ M22 to bardzo stara gromada kulista. Dzięki obserwacjom naukowcy będą mogli dowiedzieć się wiele na temat tworzenia planet we wczesnym Wszechświecie.

Mikrosoczewkowanie jest rzadkim zjawiskiem (ponieważ soczewka, obserwator oraz obiekt tła muszą się znaleźć idealnie lub prawie idealnie w jednej linii) więc astronomowie starają się zwiększyć prawdopodobieństwo zaobserwowania go poprzez obserwację wielu gwiazd jednocześnie. Mikrosoczewkowania poszukiwano głównie w okolicach jądra naszej galaktyki oraz w Wielkim Obłoku Magellana, ponieważ tam znajduje się duże zagęszczenie gwiazd.

Zespół Sahu wziął na cel centrum gęstej gromady kulistej M22. Chciał w ten sposób odkryć obiekty mikrosoczewkujące pomiędzy Ziemią a gromadą. Wybranie M22 jest trafną decyzją, ponieważ znajduje się tam wystarczająca ilość gwiazd, których światło może być zakrzywione. Ponadto przestrzeń pomiędzy Ziemią a gromadą jest na tyle duża (10000 lat świetlnych odległości), by znalazło się tam wystarczająco dużo potencjalnych mikrosoczewek. Odległość do M22 jest także dobrze znana, ponieważ znajduje się tam 32 gwiazdy zmienne, dzięki którym zmierzenie dystansu nie było problemem.

Zespół Sahu planuje niedługo wykonać nieprzerwane 7-dniowe obserwacje samego jądra M22 w poszukiwaniu mikrosoczewkowania. Spodziewają się znaleźć 10 do 25 przypadków tego zjawiska.

Autor

Andrzej Nowojewski