Gaia osserva una rara microlente gravitazionale dovuta a un sistema binario

Monitorando più di un miliardo di stelle nella Via Lattea, il satellite europeo Gaia ha osservato due rari fenomeni di lenti gravitazionali. Questi eventi si verificano quando un oggetto abbastanza massiccio da curvare notevolmente lo spaziotempo - il tessuto dell'Universo - transita di fronte a una sorgente luminosa più lontana, amplificandone o perfino distorcendo la luce.

ESA/Gaia/DPAC, L. Wyrzykowski, OGLE team (Warsaw), Z. Kostrzewa-Rutkowska (SRON/RU)

I due eventi, catalogati come Gaia16aua e Gaia16aye, sono stati rilevati a Luglio e Agosto 2016, rispettivamente. Non è la prima volta che Gaia osserva un improvviso aumento nella luminosità di una stella - finora, il satellite ha osservato migliaia di sorgenti transienti. Nella maggior parte dei casi, si trattava di supernove, le violente e drammatiche esplosioni che segnano la fine di una stella. Ora, grazie a 16aua e 16aye, Gaia ha potuto aggiungere due microlenti gravitazionali al suo vasto catalogo di osservazioni.
"Il fenomeno delle microlenti gravitazionali è utile per rivelare oggetti che non emettono luce, come i buchi neri, ma può anche distorcere la luce delle stelle sullo sfondo," spiega Łukasz Wyrzykowski dell'Università di Varsavia. "Stelle, sistemi stellari multipli e perfino sistemi planetari possono fungere da lenti gravitazionali, e ognuno può originare una struttura luminosa diversa."
Il primo evento, Gaia16aua, è stato ribattezzato Auala e ha visto protagonista una stella di diciannovesima magnitudine, la cui luminosità è improvvisamente aumentata di due magnitudini. Il picco è stato osservato anche dall'esperimento OGLE, che ha fornito un database di osservazioni più denso e ricco di quello di Gaia, confermando le misurazioni effettuate dal telescopio spaziale.
Gaia è in grado di misurare con straordinaria precisione la posizione delle stelle nel suo campo visivo. Perciò, analizzando lo spostamento apparente di una stella in un fenomeno di microlenti gravitazionali, Gaia può tracciare il moto dell'oggetto in transito.
"Unendo le informazioni di Gaia sui cambiamenti nella posizione di una stella lontana con i dati raccolti da Terra sulle variazioni nella luminosità, potremo anche calcolare la massa dell'oggetto responsabile della curvatura dello spaziotempo con ottima precisione," spiega Timo Prusti dell'ESA. "In questo caso, la lente potrebbe essere stata un'altra stella, oppure un buco nero - ulteriori analisi faranno chiarezza sul caso."
Il secondo evento, ribattezzato Ayers Rock, è forse ancor più affascinante. In seguito a un improvviso bagliore registrato da Gaia in una stella di magnitudine 14,5, numerosi telescopi in giro per il mondo hanno iniziato ad osservare l'astro, rivelando variazioni di luminosità del tutto peculiari.
Nel giro di una settimana, la stella ha avuto due picchi di luminosità, prima a 13,0 e poi a 12,5 di magnitudine. Dopo qualche settimana di relativa tranquillità, a fine Settembre la stella ha avuto un terzo e straordinario picco di luminosità, toccando 11,5 sulla scala di magnitudine.
"Questo complesso modello suggerisce che la stella in transito non sia un singolo oggetto, bensì un sistema binario," spiega Przemek Mròz dell'Osservatorio di Varsavia. Gli astronomi non escludono che un pianeta, o perfino un buco nero, possano far parte del sistema.
Simulando il transito di un sistema binario, gli scienziati hanno potuto ricostruire una curva di luce molto simile a quanto osservato da Gaia e altri telescopi. Secondo il modello, la stella avrà un quarto e ultimo aumento di luminosità a metà Novembre. Di certo, gli occhi robotici di Gaia e di molti altri telescopi saranno puntati in direzione della stella.
Un'altra caratteristica insolita, almeno a livello statistico, è la posizione celeste di questi due eventi: entrambe le stelle, infatti, si trovano nei bracci esterni della Via Lattea.
"Le microlenti avvengono in una stella su un milione quando guardiamo verso il centro della galassia, ma solamente una volta ogni cento milioni quando guardiamo verso l'esterno," conclude Wyrzykowski. Insomma, la fortuna sembra dalla parte di Gaia.