Einstein a Spitzer se spojili a učinili historické pozorování

Kosmický dalekohled Spitzer vůbec poprvé v historii změřil paralaxu mikročočkové události, díky čemuž se podařilo zpřesnit parametry hvězdy a exoplanety, která okolo ní obíhá.

www.novedalekohledy.cz

O gravitačních mikročočkách jsme na našem webu psali už mnohokrát. Metoda vychází z teorie relativity. Do jedné přímky se postaví Země – objekt A – objekt B. Světlo objektu B je ohnuto a zesílenou gravitací objektu A. Zcela obecně. Objekt nemusí být ani vidět (například bludná planeta, černá díra).

Gravitační mikročočky se využívají také k objevování exoplanet (obvykle dost vzdálených od nás, teoreticky i v jiné Galaxii!). Jak jasnost zesílené vzdálené hvězdy klesá, najednou dojde ke krátkodobému zjasnění, za které může právě gravitace planety.

Teď trochu odbočíme. Ve vesmíru máme nyní družici Gaia, která měří vzdálenosti blízkých hvězd pomocí paralaxy. Její princip se dá velmi dobře vysvětlit na lidském těle.  Otočte se na židli od počítače, natáhněte ruku a vztyčte palec. Nyní zavřete jedno oko. Palec má určitou pozici v prostoru. Oko otevřete a ihned zavřete to druhé. Palec se jakoby posunul. Něco podobného udělá hvězda. Jen k tomu potřebujete o něco větší základnu než je vzdálenost dvou očí, dokonce větší, než jsou dvě místa na Zemi. Využívá se celá oběžná dráha Země (respektive velká poloosa) neboli dvě pozice Země v půlročním intervalu.

Paralaxa se hodí na blízké hvězdy, ale kupodivu ji můžeme změřit také u gravitační čočky, což je událost, odehrávající se obvykle minimálně tisíce světelných let daleko.  Když to zjednodušíme: u čočkující události pozorujeme zjasnění vzdáleného objektu. Vtip je v tom, že levé oko z našeho příkladu uvidí zjasnění v jinou dobu než oko pravé.

Problémem ovšem je, že klasická základna – velká poloosa zemské dráhy, je pro tyto účely nevhodná. Čočkování netrvá půl roku, navíc měřit potřebujete nikoliv pozici ale spíše jev, takže současně. Co s tím? S. Refsdal přišel v roce 1966 s nápadem měřit kombinovaně za pomoci pozemského a kosmického dalekohledu. Vesmírnou observatoř potřebujete mít někde dál od Země, aspoň pár desítek milionů kilometrů daleko. Jinými slovy: na heliocentrické dráze kolem Slunce.

V roce 2007 bylo vůbec poprvé v historii představeno měření podobné paralaxy při události OGLE-2005-SMC-001. Kromě pozemských dalekohledů se zapojil infračervený kosmický dalekohled Spitzer. Díky měření se podařilo určit vzdálenost čočkujícího tělesa (černé díry nebo dvojice černých děr) a lokalizovat ho v galaktickém halu.

V roce 2007 bylo vůbec poprvé v historii představeno měření  paralaxy gravitační čočky OGLE-2005-SMC-001. Credit: NASA
V roce 2007 bylo vůbec poprvé v historii představeno měření paralaxy gravitační čočky OGLE-2005-SMC-001. Credit: NASA

Poprvé s planetou

V létě letošního roku se podařilo totéž u mikročočkové události OGLE-2014-BLG-0124L. Jedná se o hvězdu, okolo které obíhá planeta. Zatím se o tom nikde kromě studie nepsalo, ale dalekohledu Spitzer se v kombinaci s polským Varšavským dalekohledem v Chile (projekt OGLE) podařilo změřit paralaxu a upřesnit tak údaje o hvězdě i planetě. Vůbec poprvé v historii!

Spitzer se mimochodem nachází asi 130 milionů kilometrů od Země, což byla dostačující základna pro měření.

Mateřská hvězda má hmotnost 0,71 ± 0,22 Slunce. Ve vzdálenosti 3,1 ± 0,5 AU od ní obíhá planeta o hmotnosti 0,51 ± 0,16 Jupiteru. Vzdálenost hvězdy od nás je asi 4,1 ± 0,6 kpc (cca 13 000 světelných let).

Zdroj: Spitzer as Microlens Parallax Satellite: Mass Measurement for the OGLE-2014-BLG-0124L Planet and its Host Star