L'identificazione di esopianeti con il metodo Gravitazional Microlensing (Microlente Gravitazionale) si basa sul fenomeno, gia' predetto dalla Teoria della Relativita' Generale di Einstein, riguardante la deviazione dei raggi di luce per effetto di un campo gravitazionale particolarmente intenso. Nel 1936 fu proprio Einstein a descrivere questo fenomeno per la prima volta in un articolo relativo all'azione lente di una stella provocata dalla deviazione dei raggi luminosi in un campo gravitazionale.
Nel 1986, il metodo Gravitazional Microlensing fu proposto, nell'ambito della ricerca astronomica, dall'astronomo polacco Bohdan Paczyńsk della Princeton University e nel 1991 egli stesso ne suggeri l'utilizzo per l'individuazione di pianeti extrasolari.
Il fenomeno Gravitazional Microlensing coinvolge i raggi luminosi provenienti da una stella lontana, i quali subiscono una deviazione per effetto del campo gravitazionale di una stella vicina, situata lungo la linea di vista dell'osservatore; la stella vicina, agendo da lente, fa apparire piu' luminosa la sorgente lontana. Le osservazioni basate su questo metodo rilevano un picco nella luminosita' quando la lente si muove lungo la linea di vista della sorgente ed un susseguente oscuramento man mano che la lente si allontana. Se un pianeta orbita intorno alla stella lente, il suo stesso campo gravitazionale contribuisce alla curvatura dei raggi di luce, manifestandosi come un'anomalia nella lente.
In definitiva, lo stretto picco che appare nella curva di luce della stella lente e' una indicazione della presenza del pianeta. Quindi, con il metodo Gravitazional Microlensing, i pianeti extrasolari possono essere rilevati indirettamente dalla loro interazione gravitazionale con la luce.
La figura che segue illustra il caso in cui lente, sorgente ed osservatore sono in perfetto allineamento. Il pianeta da rilevare viene mostrato in orbita attorno alla stella lente, direttamente dietro questa stella e ad una certa distanza da essa c'e' la stella sorgente, che rappresenta la fonte di luce che viene studiata dalla Terra. L'immagine della stella sullo sfondo diventa distorta per effetto del campo gravitazionale della stella in primo piano, la quale, agendo da lente, focalizza la luce verso l'osservatore sulla Terra. Quando il pianeta e' vicino alla luce focalizzata, esso contribuisce all'effetto lente e puo' essere rilevato sulla Terra come un disturbo alla luce ricevuta dalla stella lontana:
Gli aspetti che caratterizzano il fenomeno Gravitazional Microlensing sono sintetizzati nei seguenti punti:
tale fenomeno consente ad una stella lontana di essere efficacemente amplificata dal campo gravitazionale di una stella collineare piu' vicina;
l'effetto microlensing e' molto piccolo (da qui deriva il nome micro), per cui occorre tenere sotto sorveglianza un gran numero di stelle;
lo studio del fenomeno di microlensing funziona al meglio se si inquadrano stelle posizionate tra noi ed il nucleo galattico, dove il numero di stelle che si ha a disposizione sullo sfondo e' molto alto;
gli eventi di microlensing sono molto rari, poiche' richiedono un allineamento dell'osservatore, della stella, del pianeta che vi orbita attorno e della stella lontana da individuare. La probabilita' che una stella subisca un apprezzabile lensing, in un certo tempo, e' dell'ordine di 10-6 in direzione del centro galattico ed ancora minore verso altre linee di vista;
nel caso di scoperta planetaria, questa non puo' essere confermata da un'ulteriore osservazione, poiche' l'evento e' irripetibile;
grazie al microlensing e' possibile scoprire i pianeti erranti, detti anche interstellari, ossia quei pianeti che non appartengono ad alcun Sistema Solare e che quindi non sono legati gravitazionalmente ad una stella. Si tratta di pianeti probabilmente espulsi dal loro originario Sistema Solare e per questo motivo costretti a vagare senza meta nella Galassia;
il vantaggio fondamentale di questo metodo e' quello di consentire la scoperta di pianeti di piccola massa, cioe' pianeti simili alla Terra, usando le tecnologie oggi disponibili.
Negli anni '90 sono state fatte molte ricerche osservative di eventi di microlensing in direzione delle Grandi e delle Piccole Nubi di Magellano ed anche verso il centro galattico. A partire poi dal 1995 sono sorte diverse collaborazioni di ricerca planetaria, come ad esempio il progetto denominato MOA (Microlensing Observations in Astrophysics). Si tratta di un progetto che e' operativo presso l'Universita' di Canterbury e che si basa su osservazioni di materia oscura, pianeti extrasolari ed atmosfere stellari con la tecnica di Gravitazional Microlensing; il progetto vede la collaborazione tra i ricercatori di Giappone e Nuova Zelanda. Dal MOA gli astronomi si aspettano la possibilita' di rilevare pianeti extrasolari di dimensioni simili a quelle della Terra.
Gli astronomi neozelandesi con la tecnica del microlensing sono riusciti a rilevare pianeti in orbita attorno a stelle lontane varie migliaia di anni luce, cosa impossibile con altri metodi di osservazione.
Negli ultimi dieci anni sono stati misurati piu' di 1.000 eventi-lente ed attualmente i telescopi coinvolti nelle ricerche di microlensing sono piu' di 30.
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