Come pesare un oggetto invisibile?

La misura è possibile con il fenomeno della microlente gravitazionale

La sorgente Gaia19bld e le variazioni subite durante le osservazioni. (Adattato da Nat Astron, 2021)

Astronomi dell’Università di Varsavia avevano notato un insolito aumento di luminosità in una stella osservata dal satellite Gaia il 18 aprile 2019. L’evento, catalogato come Gaia19bld, apparve immediatamente compatibile con un effetto di microlente gravitazionale, così decisero di seguirne l’evoluzione, in collaborazione con colleghi della Sorbona di Parigi e dell’Università di Heidelberg, raccogliendo dati dal suolo e dallo spazio con il dismesso Telescopio Spaziale Spitzer.


Sezione dell’immagine di riferimento OGLE-IV (2×2 arcmin). La sorgente Gaia19bld è indicata dalla croce rossa.
Adattato da A&A 657, A18 (2022)

L’intento del gruppo era di registrare le variazioni sia luminose sia nella struttura della sorgente nel corso del tempo. Il movimento e la rotazione delle immagini, infatti, non erano mai stati osservati direttamente in precedenza ma solo modellati nelle simulazioni numeriche.

La campagna di osservazioni è stata coronata da successo e, per la prima volta, il gruppo è stato in grado di registrare non solo le immagini distinte della sorgente, ma anche il cambio di posizione indotto dall’effetto lente, così come previsto dalla Teoria della Relatività Generale di Albert Einstein.

Stella o buco nero?

L’osservazione dell’evento e della sua evoluzione è stata seguita per quasi un anno attraverso un gran numero di osservazioni di buona qualità presso Osservatori professionali situati in Africa, Australia e America meridionale, dallo spazio (Gaia e Spitzer) e anche presso strutture amatoriali in remoto. Parte dei dati chiave sono stati raccolti dal progetto polacco Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE), che utilizza un telescopio situato in Cile nel complesso dell’ESO. L’ottima copertura dell’evento ha così permesso di ricostruire molto bene le circostanze dell’allineamento a tal punto da poter determinare con molta precisione la massa dell’oggetto oscuro.

Il gruppo ha determinato che l’oggetto invisibile è leggermente più massiccio del Sole e distante circa 5,5 kpc, cioè quasi 18mila anni luce. Sembrerebbe quindi una stella, ma gli studiosi non lo hanno appurato con certezza. Servirà ancora del tempo per attendere che le due sorgenti si disallineino abbastanza da essere risolte. Se l’oggetto invisibile è una stella, diventerà debolmente visibile in future osservazioni. Tuttavia potrebbe essere qualcosa di più esotico, come una stella di neutroni o un buco nero benché la massa stimata non pare compatibile con quella di oggetti compatti.

Per la prima volta è stato possibile osservare direttamente il movimento delle immagini durante l’evento di microlensing.
(K. Rybicki, L. Wyrzykowski, A. Cassan, E. Bachelet)

Una collaborazione Pro-Am

L’osservazione di questo oggetto è un fulgido esempio di cooperazione internazionale tra varie Agenzie spaziali, astronomi e astrofili preparati, ormai autori di scoperte astronomiche significative. La collaborazione delle strutture amatoriali, spesso con strumenti di classe professionale, permette di seguire un fenomeno con maggiore continuità, cosa non sempre possibile presso le strutture professionali. I risultati della ricerca sono stati pubblicati in tre distinti articoli scientifici su Astronomy & Astrophysics e Nature Astronomy.

Il metodo usato, comunque, si rivelerà molto utile per scovare eventuali buchi neri o altri oggetti massicci isolati che vagano nello spazio.

Il fenomeno del microlensing si verifica quando un oggetto con una certa massa si interpone tra una stella di fondo e l’osservatore. In tale situazione può fungere da lente, amplificando il segnale proveniente dalla sorgente e deformandone l’immagine. L’evento Gaia19bld è stato osservato con molti strumenti diversi, tra cui il satellite Gaia, numerosi osservatori terrestri e lo Spitzer Space Telescope.
(K. Rybicki, L. Wyrzykowski, A. Cassan, E. Bachelet)

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Informazioni su Giuseppe Donatiello 283 Articoli
Nato nel 1967, astrofilo da sempre. Interessato a tutti gli aspetti dell'astronomia, ha maturato una predilezione per il deep-sky, in particolare verso i temi riguardanti il Gruppo Locale e l'Universo Locale. Partecipa a programmi Pro-Am nello studio dei flussi stellari in galassie simili alla Via Lattea mediante tecniche di deep-imaging. Ha scoperto sei galassie nane vicine: Donatiello I (2016), Donatiello II, III e IV nel sistema di NGC 253 (2020), Pisces VII (2020) e Pegasus V (2021) nel sistema di M31. Astrofotografo e autore di centinaia di articoli, alcuni con revisione paritaria.