Телескопы КФУ помогли  обнаружить невидимые звезды

Международная группа ученых выявила скрытую двойную звездную систему с помощью эффекта гравитационного линзирования.

Наблюдательные данные, полученные на телескопах Казанского университета – РТТ-150, установленном в Турции, и телескопе  Северо-Кавказской астрономической станции помогли выяснить природу гравитационной линзы Gaia16aye.  Уникальные результаты, полученные  группой исследователей из разных стран, опубликованы в журнале Astronomy&Astrophysics

Один из авторов статьи, заведующий кафедрой астрономии и  космической геодезии Института физики Казанского федерального университета, член-корреспондент АН РТ Ильфан Бикмаев объяснил, как удалось обнаружить являющуюся гравитационной линзой двойную звездную систему, которая, предположительно состоит из двух красных карликов.

«Метод гравитационного линзирования является одним из самых мощных инструментов исследования космоса, – вводит в курс дела астроном. – Известно, что в космосе фотоны отклоняются от прямолинейного направления при прохождении вблизи массивного тела (звезды) под действием его гравитационного поля. Если взять в качестве линзы небесное тело, являющееся сферой, то оно искривит пространство сферически симметрично. Однако гравитационные поля многих космических объектов не обладают сферической симметрией, поэтому могут быть и более сложные искривления. Фотоны после искривления пути будут суммироваться с теми, что попадали на приемник ранее, и, как следствие, произойдет поярчание блеска звезды. В результате на кривой блеска источника возникает увеличение яркости объекта, не связанное с изменением физических параметров самого источника».

По словам Ильфана Фяритовича, преимущество метода гравитационного линзирования состоит в том, что объект-линза может быть невидимым, как в данном случае, но по его гравитационному воздействию на изображение далекого источника можно получать информацию о массе линзы и ее распределении в плоскости.

«Если между звездой нашей Галактики и наблюдателем на Земле массивный объект (звезда-линза) движется поперек луча зрения, тогда при прохождении линзы точно на луче зрения эффект гравитационного линзирования будет проявляться в виде кратковременного (часы-дни) поярчания фоновой звезды, – объясняет И.Бикмаев. – Такие события называются событиями гравитационного микролинзирования. Они достаточно редки, единичны, кратковременны и непредсказуемы».

Как рассказал ученый, чтобы зарегистрировать событие микролинзы в Млечном пути, нужно отслеживать ежедневно блеск сотен миллионов звезд. В частности, этой задачей занимается космическая миссия Европейского космического агентства под названием GAIA. Любые изменения блеска на десятки процентов у небесных источников, которые попадают в поле зрения космической обсерватории GAIA, сообщаются на Землю. А далее международная сеть телескопов по всему Земному шару начинает отслеживать эти объекты и выявлять природу переменности.

«Астрономы Казанского  федерального  университета с 2016 года совместно с турецкими коллегами участвуют в программе классификации объектов спутника GAIA. Подавляющая часть переменных объектов является катаклизмическими переменными, некоторая часть – сверхновые звезды, часть – активные ядра галактик, которые время от времени изменяют свою яркость. Но встречаются  объекты, которые, не являясь переменным, изменяют свою яркость на короткий промежуток времени, а затем происходит ее затухание. Такие случаи уникальны, –  говорит заведующий кафедрой астрономии  и космической геодезии. – Так, в августе 2016 года спутник GAIA обнаружил объект, получивший обозначение Gaia16aye, изменение  яркости которого превысило точность регистрации телескопа и продолжало повышаться. Турецкие коллеги, проанализировав характер изменения блеска, предположили,  что это- не переменный объект, а эффект микролинзирования. Польскими коллегами, специалистами в области исследований эффектов микролинзирования, была организована международная кампания по фотометрии этого источника, к которой присоединился КФУ. Наблюдения этого уникального объекта проводили как в Турции на телескопе РТТ-150, так и на Северо-Кавказской астрономической станции КФУ с помощью небольшого (размер зеркала 28 сантиметров) телескопа».

Уникальность  обнаруженного эффекта микролинзирования в том, что гравитационная линза оказалась двойной звездной системой, и в 2016-2017  годах  астрономы мира в рамках кооперативной программы наблюдали 4  периода усиления яркости объекта.

«Полученные данные  позволяют впервые промоделировать ситуацию, когда наблюдатель на Земле совершает годичное движение вокруг Солнца, движется гравитирующее тело в виде двойной системы вокруг центра масс, и двойная система имеет собственное движение в Галактике. Это довольно сложное кинематическое движение. Поэтому система этих максимумов получается сложной. А все, что есть в наших руках – это возможность лишь точно измерить изменение блеска», – отметил ученый КФУ.

Он сообщил, что одиночные прохождения звезды на луче зрения, вызывающие эффект микролинзирования, наблюдали не один раз в течение уже 40 лет.

«При одиночном прохождении наблюдается одиночный максимум, а затем кривая блеска объекта опускается до начального уровня. В случае  события Gaia16aye, после первого максимума кривая блеска не опустилась до начального уровня. Поэтому астрономы сделали предположение, что в качестве гравитационной линзы выступает не один объект, а двойная система. А потом появился третий пик, и все удостоверились, что это точно двойная система. Возможно, геометрия системы еще более сложная. В  статье,опубликованной в ведущем европейском журнале Astronomy and Astrophysics группа польских ученых на основании данных международных кооперативных наблюдений и собственных теоретических расчетов  построила  геометрическую картину возникновения  явления микролинзы Gaia16aye» – подытожил Ильфан Бикмаев .