Vesmírná lupa pro objevování exoplanet

K efektu gravitační čočky dojde tehdy, když světlo z nějaké hvězdy, které k nám letí, projde v blízkosti jiné hvězdy, planety, či jiného hmotného objektu. V této chvíli dojde k jeho ohybu. Ohyb světla v gravitačním poli předpověděl Albert Einstein a k potvrzení jeho teorie pozorovali astronomové hvězdy v okolí Slunce v okamžiku jeho úplného zatmění. Zaznamenali přesně jejich polohy na obloze a porovnali je s polohami, které změřili v době, když se Slunce nacházelo na jiné části oblohy. Zjistili skutečně, že se jejich polohy liší, přesně jak Einstein předpověděl.

Jak ale mohl tento jev posloužit k objevu exoplanety? Pokud je světlo vzdálené hvězdy zesíleno pomocí objektu, který přechází mezi ní a námi dojde ke krátkodobému zjasnění této hvězdy. V tomto případě ale nepozorovali astronomové obvyklé maximum jasnosti na světelné křivce (graf jasnosti objektu v závislosti na čase), ale i neobvyklé dvojité zjasnění. Po podrobné analýze dat zjistil tým vedený doktorem Ianem Bondem, že zmíněné zjasnění způsobil podvojný charakter "čočky". Podařilo se jim určit i poměr hmotností obou složek páru. Překvapením bylo, že menší objekt měl pouze 0,4% hmotnosti objektu většího. Bylo tedy jasné, že jde o pár tvořený hvězdou a planetou.

Na objevu se podílely celkem dva velké projekty. Prvním z nich je OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment) a MOA (Microlensing Observations in Astrophysics). Objevená dvojice hvězda-planeta se nachází v souhvězdí Střelce ve vzdálenosti zhruba 17000 světelných let. Hmotnost detekované planety je rovna 1,5 násobku hmotnosti Jupitera a od své mateřské hvězdy obíhá zhruba třikrát dále, než Země kolem Slunce. "Zvětšená" hvězda se nachází ještě o 7000 světelných let dále, blízko centra Galxie. Ian Bond dodává, že pomocí gravitačních čoček bychom byli schopni detekovat i planety velikosti Země.

První návrh používat gravitační čočky pro objevování např. temné hmoty sahá až do roku 1986. Autorem této myšlenky je Dr. Bohdan Pazcynski z Princeton University, člen vedení projektu OGLE. Spolu se svým studentem Shude Maem v roce 1991 také prezentovali myšlenku objevovat tímto způsobem i extrasolární planety. O dva roky později se podařila první detekce gravitačního čočkování způsobeného hvězdou. Ale objev hvězdy s obíhající planetou se podařil až teprve letos.

Podobné jevy jsou velmi vzácné, protože oba objekty (blízký i vzdálený) se musé přesně překrývat. Projekty, které gravitační čočky vyhledávají musí tedy snímat celou oblohu v co nejkratších časových intervalech. Aby se astronomům podařilo objevit podobný jev, musí pozorovat miliony hvězd. Díky moderní technice je to dnes již možné. Důležitou roli hraje i komunikace mezi oběma tými a jejich spolupráce. Projekt OGLE využívá ke své práci 1,3 m teleskop a tým MOA pracuje s přístrojem o průměru 1,8 metru. Od doby spuštění projektu bylo detekováno přes 2000 gravitačních čoček. Najít planetu se ale tentokrát podařilo poprvé.

Zdroj: NASA