La ricerca continua: Microlenti Gravitazionali
Si tratta di un metodo ingegnoso, anche se concettualmente datato, dal momento che era già stato ipotizzato da Einstein nel 1915 (vedi NOTA). In parole molto semplici, si osserva l'amplificazione luminosa di una sorgente — usualmente una stella o una quasar — prodotta da un oggetto oscuro linearmente interposto tra noi e la sorgente stessa. Se l'allineamento è perfetto, cosa del resto assai improbabile, la sorgente appare sotto forma di un minuscolo anello luminoso (anello di Einstein), mentre se non lo è, ciò che si genera è uno sdoppiamento dell'immagine. In entrambi i casi si verifica un aumento dell'intensità luminosa della sorgente, esattamente come se fosse amplificata da una lente ottica.
Questa tecnica, da circa una decina d'anni, si è rivelata molto efficace nello studio della materia oscura che sembra essere circa 6 volte più abbondante della materia ordinaria (se per motivi di chiarezza vogliamo fare una distinzione tra materia ed energia, allora ricordiamo che oltre il 70% di ciò che è presente nell'universo è costituito da "energia oscura").
Ma cos'è in fin dei conti questa materia invisibile? Si possono al momento fare solo alcune congetture, ma per evitare di fantasticare su forme esotiche di materia ancora totalmente sconosciute, possiamo ipotizzare che si tratti di usuali concentrazioni di materia barionica sotto forma di nane bianche, nane brune, pianeti più o meno massicci, stelle di neutroni e buchi neri; insomma, tutti quegli oggetti che presentano un elevato rapporto massa / luminosità — il che esclude automaticamente le stelle ordinarie — e che si suppone siano prevalentemente concentrati negli aloni galattici; questi oggetti, reali o presunti, hanno ricevuto, sin dal 1990, il nome generico di MACHO, un acronimo che sta per MAssive Compact Halo Object.
Per spiegare un po' più in dettaglio come sia possibile trovare i pianeti in questo modo, immaginiamo che una galassia esterna si trovi prospetticamente sovrapposta all'alone della Via Lattea; in tal caso aumenta in modo significativo la probabilità che una delle miliardi di stelle che costituiscono la galassia esterna si trovi allineata con uno degli ipotizzati miliardi di MACHO che popolano l'alone della nostra Galassia e col nostro punto d'osservazione. Siccome nell'Universo non c'è nulla di immobile, questo supposto allineamento varierà — seppure in modo infinitesimo — nel corso di un certo lasso temporale; quindi, se effettivamente si verificasse un effetto di microamplificazione, questo non sarà costante, ma indurrà una variazione nella luminosità della stella interessata secondo il tipico andamento a campana (figura di sinistra). Se però il MACHO dovesse possedere un compagno, in tal caso la curva di luce non sarà regolare, ma presenterà una "gobba" o un "bernoccolo" che ne tradirà la presenza (figura di destra).
Una grossa limitazione a questa tecnica di ricerca e la pressoché totale irripetibilità del fenomeno: è quindi necessario studiare un gran numero di eventi, escludendo tutti quelli che potrebbero essere imputabili a variazioni irregolari intrinseche della stella in esame, come nel caso che la curva di luce mostrasse variazioni dipendenti dalla lunghezza d'onda.
Il telescopio del progetto OGLE Il progetto OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment), varato nel 1992 ed entrato dal giugno del 2001 nella sua terza fase, si avvale di un telescopio di 1 metro di apertura situato all'osservatorio di Las Campanas (Cile); la scelta del sito, ottimo dal punto di vista della visibilità sia delle Nubi di Magellano, sia del Centro Galattico (i due principali obiettivi di ricerca), è stata frutto della collaborazione fra gli astronomi polacchi e il Carnegie Institution di Washington; questo telescopio è operativo sin dal 1992 ed era nato per iniziativa del polacco Bohdan Paczynski, il primo a suggerire la possibilità di individuare i MACHO col metodo delle microlenti gravitazionali. Solo negli ultimi anni, tuttavia, ha preso avvio il progetto mirato in modo specifico alla ricerca dei pianeti extrasolari, con risultati notevoli: nel 2005, ad esempio, sono state monitorate 120 milioni di stelle appartenenti al bulge della nostra galassia e lo studio delle curve di luce ha portato a 550 possibili candidati a lenti gravitazionali. Fra tutti questi riveste particolare importanza quella relativa a OGLE-2005-BLG-390 che mostra un tipico "bernoccolo" ascrivibile a un pianeta di massa pari a 5.5 volte quella terrestre orbitante a una distanza di 2.6 UA — e del quale presentiamo la consueta e suggestiva immagine di astroart (vedi).
Altri progetti sono operativi in tutto il mondo e collaborano reciprocamente. Fra questi ricordiamo il PLANET (Probing Lensing Anomalies NETwork), frutto di un lavoro congiunto di 5 telescopi situati in Cile, Sudafrica e Australia che hanno il compito di monitorare 24 ore su 24 in varie bande dello spettro eventi attribuibili a microlenti appartenenti al bulge galattico. La fotometria del PLANET è stata ottimizzata per la scoperta di pianeti di taglia gioviana orbitanti ad alcune UA dalla stella.
I telescopi del progetto Faulkes Il MOA (Microlensing Observations in Astrophysics) si invece di una collaborazione tra Nuova Zelanda e Giappone. Sfruttano l'effetto di microlente gravitazionale nell'osservazione della materia oscura e dei pianeti extrasolari. Il gruppo di lavoro si concentra preferibilmente sugli eventi di forte amplificazione del segnale (dell'ordine di 100 volte o più), in quanto sono quelli che maggiormente permettono di rivelare la presenza di pianeti. Le osservazioni sono condotte al telescopio di 1.8 metri del John Observatory della Nuova Zelanda.
Citiamo infine il RoboNet-1.0 è il prototipo di una rete di 3 grossi telescopi automatizzati situati in Gran Bretagna, in Australia e nelle Hawaii, principalmente deputati alla ricerca dei NEO (Near Earth Objects) e che avranno altresì il compito di indagare sui cosiddetti GRB (Gamma Ray Burst). Da segnalare infine che uno dei telescopi del progetto Faulkes sempre alle Hawaii e dal rispettabile diametro di 2 metri (gli strumenti sono ubicati a 3000 di quota sul vulcano Haleakalā) è stato più volte impiegato, sia a scopo didattico sia di ricerca, anche da promettenti astrofili italiani.
NOTA – Previsto dalla Relatività Generale, l'effetto di microlente gravitazionale era stato osservato per la prima volta nel 1919 da Eddington durante un'eclissi di Sole e successivamente confermato nel 1980 in seguito alla scoperta di una coppia di quasar che, oltre a essere angolarmente molto vicine, apparivano anche identiche come spettro.