Ponowna analiza zdarzeń mikrosoczewkowania

Naukowcy ponownie przeanalizowali prawie 10 000 krzywych blasku z eksperymentu OGLE. Powstały w ten sposób katalog daje nowe możliwości badania czarnych dziur, egzoplanet i wielu innych zjawisk.

Obszar obserwacyjny czwartej fazy eksperymentu OGLE (zaznaczony na biało). W ramach tego eksperymentu zaobserwowano ponad 10 000 przykładów mikrosoczewkowania grawitacyjnego. Źródło: ESO/S. Brunier, OGLE/J. Skowron.

Jak zrozumieć mikrosoczewkowanie
Gdy jeden obiekt astronomiczny przechodzi przed innym, światło obiektu tła jest soczewkowane, czyli skupiane, przez grawitację obiektu pierwszoplanowego i widzimy chwilowy skok jasności obiektu tła. Ten proces mikrosoczewkowania grawitacyjnego może wskazać nam obecność obiektów, które emitują niewiele światła lub nie emitują go wcale, takich jak czarne dziuryegzoplanety i obiekty kandydujące do miana ciemnej materii, gdy przechodzą one przed gwiazdami lub innymi świecącymi źródłami. Mikrosoczewkowanie grawitacyjne jest jednym z najbardziej obiecujących sposobów na znalezienie izolowanych czarnych dziur o masie gwiazdowej, które od dawna są trudne do namierzenia.

Eksperyment Soczewkowania Grawitacyjnego (OGLE) zaobserwował ponad 10 000 przypadków mikrosoczewkowanie od czasu rozpoczęcia badań w 1992 roku. Jednak zarejestrowanie zdarzenia to dopiero pierwszy krok do zrozumienia, co je wywołało. Naukowcy modelują krzywe blasku mikrosoczewkowania, aby oszacować właściwości obiektów uczestniczących w zdarzeniu, ale wiele czynników może skomplikować te obliczenia: nasz punkt obserwacyjny – Ziemia – jest w ciągłym ruchu, gwiazdy różnią się jasnością z wielu powodów, a instrumenty są niedoskonałe. Jak uwzględnić wszystkie te czynniki i wydobyć użyteczne informacje z krzywych blasku mikrosoczewkowania?

Nowe i udoskonalone
W nowej publikacji zespół kierowany przez Nathana Golovicha (Lawrence Livermore National Laboratory) ponownie przeanalizował prawie 10 000 przypadków mikrosoczewkowania w trzecim i czwartym katalogu OGLE. Nowy model zespołu uwzględnia ruch Ziemi – który wpływa na nasze postrzeganie tego, jak szybkie obiekty tła i pierwszego planu poruszają się względem siebie – a także zmienność jasności obiektu tła oraz systematyczne efekty instrumentalne.

Tego typu model był już stosowany do pojedynczych przypadków mikrosoczewkowania, ale nigdy nie został wykorzystany w pełnym przeglądzie ze względu na ogromną moc obliczeniową, jakiej wymaga – Golovich i współpracownicy wykorzystali około miliona godzin pracy komputera do przeanalizowania swojej próbki! Zespół wykazał, że jego model był w stanie oddzielić pożądany sygnał od innych czynników, takich jak ruch Ziemi i zmienność soczewkowanego obiektu, co znacznie zmniejszyło źródła błędu systematycznego.

Wyselekcjonowany katalog
Co ten zaktualizowany katalog oznacza dla poszukiwań izolowanych czarnych dziur? Golovich i współpracownicy użyli narzędzia open-source PopSyCLE (ang. Population Synthesis for Compact object Lensing Events) do symulacji zdarzeń mikrosoczewkowania i zidentyfikowania miejsc w przestrzeni parametrów, w których prawdopodobnie będą znajdować się izolowane czarne dziury. Na podstawie wyników tych symulacji autorzy szacują, że 50% lub więcej z tych 390 zdarzeń OGLE w tym regionie przestrzeni parametrów jest najprawdopodobniej wywołane przez pierwszoplanowe czarne dziury.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Popularne posty z tego bloga

Naukowcy badający ciemną materię odkryli, że Droga Mleczna jest bardzo dynamiczna

Stare gwiazdy mogą być najlepszym miejscem do poszukiwania życia

Astronomowie odkrywają planetę wielkości Ziemi, która posiada “półkulę lawy”