L’osservatorio spaziale dell’ESA è in grado di predire le micro-lenti gravitazionali grazie alla sua grande precisione.

L’osservatorio Gaia dell’ESA sta proseguendo la sua missione astrometrica, che consiste nel misurare le posizioni, le distanze e i movimenti delle stelle con una precisione senza precedenti. Lanciata nel 2013 e con una missione principale di cinque anni (2014-2019) si prevede che la rimarrà operativa fino al 2025. Una volta completata, i dati della missione verranno utilizzati per creare il catalogo spaziale 3D più dettagliato mai realizzato, per un totale di oltre 1 miliardo di oggetti astronomici, tra cui stelle, pianeti, comete, asteroidi e quasar. Ma secondo un team di ricercatori, guidati dall’Accademia Cinese delle Scienze (CAS), Gaia può predire futuri eventi di microlente. Simile alla lente gravitazionale, questo fenomeno si verifica quando la luce proveniente da sorgenti sullo sfondo viene deviata e amplificata dagli oggetti in primo piano.

Utilizzando le informazioni provenienti dal terzo rilascio di dati di Gaia (DR3), il team ha previsto 4500 eventi di microlente, 1664 dei quali sono diversi da tutti quelli che abbiamo osservato sino ad oggi. Questi eventi consentiranno agli astronomi di condurre ricerche redditizie su sistemi stellari distanti, esopianeti e altri oggetti celesti.

Lenti Gravitazionali

Come funziona una lente gravitazionale. Credit: ESA/Hubble, NASA

Le lenti gravitazionali si sono rivelate di immenso valore per gli astronomi, consentendo campagne di osservazione come il programma Frontier Fields. Grazie ad esso il telescopio spaziale Hubble ha utilizzato lenti create da enormi ammassi di galassie per ottenere le immagini più profonde dell’Universo mai viste e osservare galassie che esistevano circa 1 miliardo anni dopo il Big Bang. Anche il James Webb Space Telescope ha portato avanti questa tradizione e ha recentemente collaborato con Hubble per produrre immagini ancora più dettagliate delle galassie osservate grazie alle lenti.

Sebbene simile in linea di principio, il microlensing ha una diversa gamma di applicazioni, tra cui il rilevamento e lo studio degli esopianeti e il contenimento della popolazione di stelle binarie, stelle di neutroni, nane brune e nane rosse nella nostra galassia. Ma le sue applicazioni possono andare molto oltre.

La microlente astrometrica può essere utilizzata per effettuare misurazioni precise delle masse delle stelle lente che sono indipendenti dalla loro presunta fisica interna. Tali misurazioni dirette della massa, ottenute esclusivamente osservando gli effetti gravitazionali delle stelle sugli oggetti esterni, sono cruciali per convalidare i modelli stellari teorici. Inoltre, può anche rilevare lenti deboli e compatte come stelle di neutroni isolate e buchi neri perché la luminosità della lente non viene necessariamente misurata.

Come la lente gravitazionale, la tecnica della microlente dipende dagli allineamenti casuali tra oggetti massicci e sorgenti di fondo. Data la loro importanza per gli astronomi, la capacità di prevedere quando si verificheranno questi eventi di microlente è di vitale importanza. È qui che entra in gioco l’Osservatorio Gaia dell’ESA. Per anni, Gaia ha raccolto informazioni accurate sulla posizione, il moto proprio e la velocità delle stelle e di altri oggetti celesti nella nostra Via Lattea, che verranno utilizzate per creare il catalogo spaziale 3D più dettagliato mai realizzato.

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Previsioni future

Galassie nane nella Via Lattea
Immagine del satellite Gaia con indicate le principali galassie nane presenti all’interno dell’alone galattico della Via Lattea. Credit: ESA/Gaia/DPAC, CC BY-SA 3.0 IGO

Per prevedere futuri eventi di microlente, i ricercatori hanno esaminato i movimenti di 820.000 stelle ottenute dal terzo rilascio di dati di Gaia (DR3). Hanno anche condotto stime di massa per determinare la dimensione dell’evento di lente e dove e quando si sarebbero verificati i corretti allineamenti da qui al 2070.

Queste informazioni consentono di calcolare la futura separazione nel cielo tra una lente e una sorgente vista dalla Terra. Utilizzando i dati di Gaia Data Release 3, sono stati previsti ben 4500 eventi di microlente astrometrica con uno spostamento di picco superiore a 0,1 mas. Esistono 293 stelle che possono causare due o più eventi, mentre altre cinque ne possono causare più di 50. E il rilevamento di molti eventi causati da una lente ci aiuterà a migliorare la precisione della massa della lente stessa.

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Il metodo di ricerca a cono utilizzato, in cui l’intervallo di ricerca si espande per ogni potenziale stella lente, potrebbe anche ridurre la possibilità di perdere eventi futuri. Inoltre, le stelle e gli eventi di microlente identificati potrebbero essere oggetto di successive osservazioni da parte di Hubble, del James Webb e del proposto telescopio spaziale Xuntian (in cinese significa “Osservazione del Cielo”) che la Cina prevede di lanciare nel prossimo anno.

Fonte: Universe Today, Royal Astronomical Sociey