Jednou z nejběžnějších metod hledání exoplanet jsou jejich přechody (tranzity) přes mateřskou hvězdu. Planeta přecházející přes hvězdný disk sníží celkový tok světla přicházející z hvězdy a na světelné křivce se objeví charakteristický pokles intenzity. Při analýze dat z družice Kepler objevili vědci z Washingtonské univerzity velmi zvláštní systém. Nešlo o exoplanetu, ale o bílého trpaslíka přecházejícího přes disk hvězdy podobné našemu Slunci. Na tom by nebylo ještě nic divného, podobných dvojhvězd je velké množství. Jenže světelná křivka při zákrytu vypadala, jako by byla naruby. Namísto minima bylo patrné maximum intenzity. Celý jev je způsoben tím, že bílý trpaslík funguje jako gravitační čočka a zesílí světlo hvězdy v pozadí. Jde o první objevený objekt tohoto druhu.

Umělecká vize tranzitu bílého trpaslíka přes hvězdu hlavní posloupnosti.
Zdroj: NASA/JPL-Caltech.

Gravitační čočky

Gravitační čočka funguje obdobně jako obyčejná skleněná čočka. Mění chod světelných paprsků ze vzdáleného objektu. Rozdíl spočívá v tom, že namísto lomu na povrchu skleněné čočky dojde ke změně chodu paprsků za pomoci gravitace. Mezilehlý objekt pokřiví prostoročas a světlo vzdáleného objektu je při cestě k pozorovateli pozměněno. Nejčastěji jde o pouhé zdeformování obrazu, ale při vhodné konfiguraci může dojít k zesílení obrazu vzdáleného objektu. Pomocí tohoto jevu můžeme například v obrovské vzdálenosti pozorovat rodící se galaxie, které by jinak zůstaly našim přístrojům skryty. A přitom k tomu postačí vhodná gravitační čočka někde mezi námi a sledovanou galaxií.

Jev gravitační čočky nemusí způsobovat jen obří galaxie ležící mezi námi a vzdálenějším objektem. Může jít o mnohem menší tělesa, například hvězdu přecházející před jinou hvězdou. Svit vzdálenější hvězdy je zesílen mezilehlou hvězdou. Jev je samozřejmě málo častý, ale při sledování obrovského množství hvězd občas pozorovatelný. Pokud má mezilehlá (čočkující) hvězda průvodce, například planetu, dojde k dalšímu zesílení světla vzdálené hvězdy a na světelné křivce se objeví lokální maximum. Celému jevu se říká mikročočkování a je využíváno k objevu extrasolárních planet.

Jev gravitační mikročočky slouží k objevování exoplanet. Zdroj: NASA/GSFC/WFIRST.

V roce 1973 předpověděl švýcarský astronom André Maeder, že by při tranzitu jedné složky dvojhvězdy před druhou mohlo dokonce dojít k zvýšení intenzity celkového signálu z obou těles, a to právě díky gravitačnímu čočkování. Jev by měl probíhat při přechodu malého kompaktního objektu přes disk druhé složky. Namísto očekávaného zeslabení signálu daného prostým součtem intenzit z obou těles (jedno těleso zakryje druhé a intenzita by měla poklesnout) by při vhodné konfiguraci mohlo dojít k opačnému jevu.

Objekt KOI-3278

Observatoř Kepler slouží především k hledání extrasolárních planet. V dubnu 2014 nás výsledky z této družice překvapily hned dvakrát. Dne 17. dubna 2014 byl oznámen objev první extrasolární planety s hmotností srovnatelnou s naší Zemí. A o pouhý den později byl publikován článek [1] o podivném objektu KOI-3278, který byl jedním z nadějných kandidátů na další exoplanetu. Šlo o hvězdu podobnou našemu Slunci, která se nachází ve vzdálenosti 2 600 světelných roků v souhvězdí Lyry. Observatoř Kepler nalezla signál, který měl na světelné křivce pravidelná minima s periodou 88,18 dní. Zdálo se, že hvězdu obíhá exoplaneta. Při podrobnějším průzkumu Ethanem Krusem a Ericem Agolem z Washingtonovy univerzity v Seattlu se ukázalo, že na světelné křivce jsou také zjasnění o 0,1 %, která trvají 5 hodin. Po podrobných propočtech došli oba vědci k závěru, že kolem hvězdy obíhá bílý trpaslík. Celkový signál je zeslaben, když je trpaslík za hvězdou, a gravitační čočkou zesílen, když je trpaslík před hvězdou. Čtyři desetiletí po předpovědi Andrého Maedera byl tak konečně nalezen objekt, u něhož gravitační čočkování zvýší intenzitu světla přicházející z binárního systému, u něhož z pohledu od naší Země dochází k pravidelným zákrytům jednoho tělesa druhým.

Odkazy