L’istruttiva storia dei pianeti che non erano pianeti ma raggi cosmici
Cos’è e come funziona una microlente gravitazionale
Primo articolo di una serie in 10 puntate sulla straordinaria capacità degli astronomi di produrre congetture elaboratissime sulla base di dati osservativi minimi, ma anche di scoprire e ammettere, se necessario, i propri errori. Con alcune considerazioni finali sul progresso scientifico e i limiti della nostra intuizione
Galassie e ammassi di galassie hanno fornito negli ultimi anni, grazie alle immagini catturate da Hubble, dimostrazioni spettacolari della capacità della gravità di piegare il percorso della luce, secondo quanto aveva previsto un secolo fa la relatività generale di Einstein. È un fenomeno noto come lente gravitazionale: se una galassia o un ammasso di galassie sufficientemente massicci si frappongono sul cammino della luce che giunge fino a noi da un oggetto distante, la luce proveniente da quell’oggetto è deviata e amplificata in modo da formare immagini multiple, la cui geometria e durata dipendono dalle reciproche posizioni della sorgente (l’oggetto da cui proviene la luce), della lente (l’oggetto massiccio interposto) e dell’osservatore.
Anche una stella o un pianeta sono in grado, con la loro massa, di piegare e amplificare la luce proveniente da un oggetto distante, ma le immagini multiple da essi create sono troppo ravvicinate perché anche il più potente dei telescopi possa separarle. Ciò nonostante, l’amplificazione della luce può essere percepita e utilizzata per determinare le caratteristiche fisiche della sorgente luminosa e della lente. Il fenomeno prende il nome di microlente gravitazionale. Uno dei suoi teorizzatori, l’astronomo polacco Bohdan Paczyński, morto nel 2007, lo descrisse così in un articolo pubblicato su Nature a giugno 2001:
Anche singole stelle e pianeti, benché molto meno massicci delle galassie, possono agire, in linea di principio, come lenti gravitazionali. Tuttavia, la separazione prevista tra le due immagini create da queste lenti è troppo piccola per essere risolta da un qualsiasi telescopio ottico. Nondimeno, in ragione di come la sorgente (una stella distante), la lente (una stella o un pianeta prossimi alla linea di vista) e l’osservatore si muovono le une rispetto agli altri, la geometria della lente cambia. L’intensità delle due immagini cambia di conseguenza e la loro luminosità combinata si modifica secondo uno schema prevedibile. Poiché le due immagini non possono essere viste separatamente, questo fenomeno è chiamato microlente gravitazionale. Simili cambiamenti di luminosità si verificano tipicamente lungo periodi di alcune settimane per lenti di massa stellare e di ore o giorni per lenti della dimensione di pianeti.
La microlente gravitazionale è, in sostanza, uno straordinario strumento per determinare la massa, ma innanzitutto per scoprire l’esistenza, di oggetti troppi piccoli e deboli per essere visti anche con i più potenti telescopi. Uno studio del 2002 di B. Scott Gaudi, un astronomo della Ohio State Unversity, ne descrive il principale vantaggio:
La microlente è un metodo unico per scoprire pianeti. Essa offre il significativo vantaggio che il suo effetto è sensibile unicamente alla massa dell’oggetto che fa da lente e non dipende né dal flusso luminoso del pianeta né da quello della sua stella madre. In tal modo, possono essere rilevati per mezzo di una microlente oggetti compatti distanti, estremamente deboli e persino completamente non luminosi, non importa se liberamente fluttuanti o vincolati ad altri oggetti.
