МикролинзированиеЭто единственный известный метод, позволяющий обнаруживать планеты на огромных расстояниях от Земли. В то время как радиальные скоростные поиски ищут планеты в нашей местной галактике, в пределах 100 световых лет от Земли, а транзитная фотометрия потенциально может обнаружить планеты на расстоянии сотен световых лет, микролинзирование способно находить планеты, обращающиеся вокруг звезд около центра галактики, в тысячи световых лет.
Микролинзирование — астрономический эффект, предсказанный Общей Теорией Относительности Эйнштейна. По мнению Эйнштейна, свет, испускаемый звездой, проходящий вблизи другой звезды по пути к наблюдателю на Земле, гравитацияПромежуточная звезда немного исказит лучи света от исходной звезды, заставляя две звезды казаться дальше друг друга, чем есть на самом деле. Эффект был использован сэром Артуром Эддингтоном в 1919 году для получения первого эмпирического доказательства общей теории относительности.
Если исходная звезда расположена близко к промежуточной звезде с точки зрения Земли и находится за ней, эффект увеличивается. Свет от исходной звезды проходит сквозь промежуточную «линзирующую» звезду со всех сторон, создавая так называемое «кольцо Эйнштейна». Самый мощный земной телескоп не может различить отдельные изображения исходной и линзообразующей звезд, вместо этого видит один гигантский диск света, известный как «диск Эйнштейна», где раньше находилась звезда. В результате яркость линзы увеличивается в 1000 раз. Обычно это продолжается несколько недель или месяцев, пока исходная звезда не сместится от промежуточной звезды, и яркость не уменьшится.
Несмотря на то что это нормальное явление микролинзирования, ситуация, когда у звезды-линзы меньше спутников, существенно отличается. Если планета расположена достаточно близко к звезде-линзе, так что пересекает один из двух световых потоков, исходящих от звезды-источника, собственная гравитация планеты изгибает поток света и временно создает третье изображение звезды-источника. При измерении с Земли этот эффект проявляется как временный всплеск яркости, продолжающийся от нескольких часов до нескольких дней, наложенный на регулярную картину события микролинзирования. Для охотников за планетами такие шипы являются явными признаками наличия планеты. Кроме того, точные характеристики кривой блеска микролинзирования, ее интенсивность и длина говорят ученым многое о самой планете: её общей массе, орбите.
Преимущества
Микролинзирование позволяет находить самые удаленные и наименее массивные планеты из всех существующих сегодня методов поиска внесолнечных планет. В январе 2006 года учёные объявили об открытии с его помощью планеты массой всего пять раз больше массы Земли, вращающейся вокруг звезды в центре нашей галактики на расстоянии 22 000 световых лет. Это была самая маломассивная до того времени обнаруженная планета, а также самая удаленная от Земли.
Кроме того, микролинзирование особенно хорошо подходит для поиска планет, обращающихся на средней или большой орбите вокруг звезды. радиальной скоростиМетоды транзита — самые эффективные для нахождения планет, обращающихся очень близко к своим звёздам.
Подобно транзитной фотометрии, поиск микролинзий затрагивает множество объектов и осуществляется сразу на десятках тысяч планет. В случае микролинзирования в наблюдаемом поле звезд это событие будет выявлено.
Открытие других «Земель» – главная цель поиска внесолнечных планет, а микролинзирование играет важную роль в этом процессе. Обнаружение малых планет на большом расстоянии от звезд приближает учёных к поиску планеты, подобной Земле. Расширение зоны поиска увеличивает количество потенциальных объектов для изучения с Земли.
Недостатки
В отличие от планет, обнаруженных другими методами, которые связаны с определенными звездами и могут наблюдаться неоднократно, планеты, найденные с помощью микролинзирования, больше не будут наблюдаемы. Это связано с тем, что события микролинзирования уникальны и не повторяются. Благодаря событию микролинзирования известно, например, что планета под названием «OGLE – 2005-BLG-390Lb» представляет собой холодный каменистый мир, вращающийся вокруг маленькой прохладной звезды около центра галактики. После того как прошло несколько лет и фоновая звезда ушла, астрономы могут иногда снова наблюдать звезду линзирования и узнавать больше об этом. Что касается самого планетарного мира, мы, вероятно, никогда больше не узнаем о нем, так как он никогда больше не будет наблюдаться.
Другая сложность микролинзирования заключается в том, что расстояние до открытой планеты определяется с приблизительной точностью. Для планет, удаленных на десятки тысяч световых лет, это может приводить к погрешностям в тысячу световых лет.
Микролинзирование основано на редких и случайных явлениях: прохождения одной звезды перед другой с точки зрения наблюдателя на Земле. В связи с этим обнаружение планет этим методом представляет собой сложную и непредсказуемую задачу. В результате, несмотря на многолетние наблюдения, OGLE-2005-BLG-390Lb, анонсированный в январе 2006 года, стал лишь третьей планетой, когда-либо найденной с помощью микролинзирования.
Микролинзинг Проекты
Эксперимент по оптическому гравитационному лицензированию OGLE, проводимый Анджеем Удальским из Варшавского университета, обнаружил первые три планеты, найденные с помощью микролинзирования. Международный проект использует 1,3-метровый телескоп «Варшава» в Лас-Кампанас, Чили, для поиска событий микролинзирования. Телескоп каждую ночь направляется к одному и тому же плотному полю из 100 миллионов звезд около галактической выпуклости, а сложные ПЗС-камеры телескопа регистрируют любое изменение яркости любой точки в этом поле. Каждым годом OGLE обнаруживает около пятисот событий микролинзирования, но нахождение планет происходит крайне редко.
При обнаружении события микролинзирования OGLE связывается с сетью телескопов, предназначенных для поиска признаков планеты. Сети PLANET (аномалии зондирующего зондирования), Robonet и microFUN (Microlensing Follow-Up Network) состоят из телескопов диаметром 1 и 2 метра по всему миру. Местоположение таких телескопов варьируется: Ла Силья (Чили), Хобарт (Тасмания, Австралия), Перт (Австралия), Бойдене (Южная Африка), Сазерленд (Австралия), Ла Пальма (Испания), Халеакала (Гавайи), Ауклнаде (Новая Зеландия), Претория (Южная Африка), Китт-Пик (Аризона), Гора Ида (Крит), Таити (Французская Полинезия), Мицпе-Рамон (Израиль) и другие. Вместе эти телескопы способны непрерывно наблюдать каждое событие микролинзирования, формируя точную кривую блеска и показывая наличие или отсутствие планеты.