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    Come pesare le stelle con la lente gravitazionale

    Immagine dal telescopio PAN-STARRS alle Hawaii dell'inizio del 2011 con la stella in primo piano Ross 322 (quadrato blu) e la stella sullo sfondo (al centro del cerchio verde) che saranno attraversate da Ross 322 nelle prossime settimane. Entro l'estate 2015, Ross 322 si era spostato nella posizione del triangolo blu (misurato da Gaia). Da allora, si è spostato lungo la linea blu-rossa ed è attualmente vicino alla posizione della stella di sfondo. Credito:Astronomia e Astrofisica

    Astronomia e astrofisica pubblica le previsioni dei passaggi delle stelle in primo piano davanti alle stelle sullo sfondo. Un team di astronomi, utilizzando misurazioni ultra precise dal satellite Gaia, hanno previsto con precisione due passaggi nei prossimi mesi. Ogni evento produrrà spostamenti nella posizione della stella di sfondo a causa della deflessione della luce per gravità, e permetterà la misurazione della massa della stella in primo piano, che è estremamente difficile da determinare con altri mezzi.

    Ogni stella della Via Lattea è in movimento. Ma a causa delle distanze i loro cambiamenti di posizione, i cosiddetti moti propri, sono molto piccoli e possono essere misurati solo utilizzando grandi telescopi per lunghi periodi di tempo. In casi molto rari, una stella in primo piano passa una stella sullo sfondo, nelle immediate vicinanze come si vede dalla Terra. La luce di questa stella sullo sfondo deve attraversare il campo gravitazionale della stella in primo piano dove, invece di seguire strade dritte, i raggi di luce sono piegati. Questo è come una lente, tranne che qui la deviazione è causata dalla distorsione dello spazio e del tempo attorno a qualsiasi corpo massiccio. Questo effetto è stato una delle previsioni fondamentali della teoria della relatività generale di Einstein ed è stato verificato nei test del sistema solare per decenni. Questa distorsione della luce da parte della stella in primo piano è chiamata lente gravitazionale:la luce della stella sullo sfondo viene deviata o focalizzata in un angolo più piccolo, e la stella appare più luminosa. L'effetto principale è il cambiamento della posizione apparente della stella nel cielo perché la deviazione sposta il centro della luce rispetto ad altre stelle più distanti. Entrambi questi effetti dipendono da una sola cosa, la massa del corpo dell'obiettivo, in questo caso quello della stella in primo piano. Così, la lente gravitazionale è un metodo per pesare le stelle. In realtà, misurare la massa di stelle che non fanno parte di una stella binaria è altrimenti estremamente difficile da fare.

    In precedenza, la difficoltà in questo metodo era riuscire a prevedere i moti delle stelle con una precisione sufficientemente elevata. Lo spettacolare set di dati di letteralmente miliardi di posizioni stellari e moti propri recentemente pubblicato come Gaia Data Release 2 dal consorzio ESA Gaia ha reso possibile questa ricerca. Questi dati sono stati utilizzati da Jonas Klüter, chi sta facendo un dottorato di ricerca all'Università di Heidelberg, per cercare così stretti passaggi di stelle. Dei tanti incontri ravvicinati che accadranno nei prossimi 50 anni, due passaggi sono in corso in questo momento:le separazioni angolari più vicine saranno raggiunte nelle prossime settimane con effetti misurabili sulle posizioni delle stelle di fondo. I nomi di queste due stelle in primo piano sono Luyten 143-23 e Ross 322; si muovono nel cielo con velocità apparenti di circa 1, 600 e 1, 400 milliarcosecondi all'anno, rispettivamente. Le separazioni angolari più vicine tra le stelle in primo piano e quelle sullo sfondo si verificheranno a luglio e agosto 2018, rispettivamente, quando le posizioni apparenti delle stelle sullo sfondo verranno spostate, grazie all'effetto astrometrico di microlente, di 1,7 e 0,8 milliarcosecondi. Un milliarcosecondo corrisponde all'angolo sotto il quale si vedrebbe un essere umano sdraiato sulla superficie della luna. È un compito impegnativo, ma con i migliori telescopi della Terra, questi spostamenti di posizioni stellari sono misurabili.

    Quando Ross 322 passa la stella di fondo, la sua traccia prevista (sottile linea verde) sarà influenzata e modificata dalla lente gravitazionale. I caratteristici cambiamenti di posizione prodotti dall'effetto della lente gravitazionale sono mostrati come una spessa linea rossa blu-sottile; i punti neri segnano determinate date. Il più grande spostamento tra la posizione effettiva (linea blu-rossa) e la posizione imperturbabile (linea verde) è previsto all'inizio di agosto 2018. Credito:Astronomia e astrofisica




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