Microlente gravitazionale?

[Paolo]

Ciao a tutti, ieri e' stato pubblicata sulla TOCP/CBAT la scoperta di un nuovo transiente:TCP J05074264+2447555, mag 10.8U. Dato che la serata era miracolosamente serena, ieri sono riuscito ad osservarlo con il Lhires III ed il reticolo da 150 l/mm.

La fotometria simultanea:

Non e' il solito spettro dei transienti che siamo abituati ad osservare, il profilo appare quello di una normale stella. Il mio spettro conferma quanto avevo gia' letto in alcune mailing list dei variabilisti. Non si tratta di un oggetto che ha intrisecamente aumentato la sua luminosita' (es. reazioni termonucleari), l'ipotesi e' quella di un fenomeno di lente gravitazionale.

Forse conosciamo meglio questi effetti a livelli ben piu' alti, basta pensare alle immagini profonde di galassie il cui aspetto e' deformato dalla potentissima lente gravitazionale messa in atto da intere galassie o ammassi di galassie (es. Abell 2218). Tali effetti sono molto importanti per gli studi sulla materia oscura.

Nel nostro caso il fenomeno e' piu' modesto. Anche una sola stella puo' produrre apprezzabili effetti di lente gravitazionale, perfino i pianeti. Non a caso i "microlensing event" vengono utilizzati per scoprire esopianeti, potendo rilevare le brevi modulazioni dell'intensita' luminosa che questi causano. Ci sono diverse survey che scoprono centinaia di eventi microlensing l'anno (solo alcuni di questi pero' svelano pianeti).

In pratica il transiente che qui si chiama TCP J05074264+2447555 sembra essere in realta' una tranquilla stella bianco-gialla, nota da tempo, che brilla con una luminosita' inferiore, intorno a mag V 14.1. L'ipotesi fatta dagli specialisti e' quella del transito (gli effetti sono apprezzabili da circa venti giorni) di un corpo celeste piu' vicino a noi (probabilmente un'altra stella) il cui campo gravitazionale funge da lente e fa convergere verso di noi parte della luce emessa in altre direzioni (che non ci sarebbe mai arrivata senza questa particolare condizione).

Durante questi fenomeni lo spettro non dovrebbe cambiare, quindi la sua stabilita' e l'assenza di indicatori di outburst nella sorgente rappresenterebbe in questo caso una conferma del microlensing.

Tornando allo spettro... il profilo, come dicevo, sembra quello di una normale stella bianco-gialla. Anche le righe hanno una notevole similarita' (si apprezzano i metalli, ad es. il tripletto del magnesio), come pure il rapporto di intensita' fra di esse. Il continuo pero' sembra molto diverso da quello di una stella del genere. Sappiamo che le polveri intestellari causano un arrossamento della luce e in questo caso sembra proprio che manchi la parte blu dello spettro. Un altro indicatore dell'estinzione e' il rafforzamento del doppietto del sodio D1D2. A me sembra particolarmente marcato nello spettro osservato (e' comunque presente negli spettri di questa classe spettrale ma non cosi' intenso).

Ho provato allora a rimuovere l'estinzione usando un valore E(B-V) pari a 0.4. Il servizio IRSA Dust che fornisce una indicazione dell'estinzione totale galattica, restituisce un valore che oscilla intorno a 0.5 per le coordinate del transiente.

Confrontando il risultato con i profili della libreria Pickles, trovo una buona corrispondenza con la classe spettrale F5. Chiaramente non e' detto che questo sia corretto, la mia e' solo una analisi superficiale. In ogni caso questo e' lo spettro del target confrontato con i Pickles che piu' gli somigliano, F5V e F5III.

Insomma, abbiamo un soggetto diverso dal solito (almeno per la mia modesta esperienza)! Qui a L'Aquila adesso ci sono troppi veli per tentare un'altra osservazione. Il transiente non e' difficile (a questa magnitudine), se avete sereno provate a prenderne uno spettro, questi sicuramente verranno richiesti per confermare il fenomeno che credo che non durera' ancora a lungo.

Paolo

[LFranco]

Ciao Paolo,
interessante fenomeno. Ho visto il messaggio nella lista di spettroscopia e la curva di luce ASAS-SN
(https://asas-sn.osu.edu/light_curves/74d9ec6a-a023-48c5-b774-ad0a8449925a) che mostra un notevole incremento della luminosità della stella.
C'è da dire che hai avuto una grande tempestività ... nel cogliere l'occasione.
Saluti
Lorenzo Franco

[Pering]

Se ho ben capito trattasi di aumento anomalo di luminosità di una stella.
Non credo (a naso) che sia dovuto a microlente causata da una stella posta lungo il percorso poichè questa ultima dovrebbe essere visibile essendo stella e angolarmente appiccicata alla stella in questione.
Poi in ordine alla microlente causata da un pianeta umm sempre a naso non mi sembra possa causare una variazione importante di luminosità.
Per la ricerca dei pianeti mi è sembrato che si ricercano effetti dovuti alle eclissi causate dal passaggio di pianeti.
Complimenti a Paolo per lo studio e l'attenzione riservata all'evento da vero ricercatore professionista.

[LFranco]

Non credo (a naso) che sia dovuto a microlente causata da una stella posta lungo il percorso poichè questa ultima dovrebbe essere visibile essendo stella e angolarmente appiccicata alla stella in questione.

Ti consiglierei di leggere cosa riporta wikipedia al riguardo del microlensing effect
https://en.wikipedia.org/wiki/Gravitational_microlensing.
Quando l'oggetto che passa davanti è massivo e scuro ... non si vede.
Saluti
Lorenzo Franco

[Paolo]

Lorenzo, Edo, grazie per i vostri commenti.

Sono diversi i pianeti extrasolari scoperti grazie a questi eventi, ad esempio il sistema attorno alla stella OGLE-2006-BLG-109L.

Qualsiasi massa ha l'effetto di deviare il percorso della luce in accordo con la teoria della relativita' generale di Einstein. Chiaramente c'e' un limite per poter apprezzarne gli effetti. Le survey di cui parlavo sono OGLE e MOA.

Credo comunque che il nostro sia un fenomeno piuttosto raro. La stella e' salita di ben 2.6 magnitudini, non so quante volte sia capitato un cosi' grande incremento di luminosita'. Si scoprono moltissimi transienti al mese e, per quanto ho potuto vedere finora, fino a prima di questo evento si e' trattato sempre di fenomeni di variabilita' intrinseca come supernove, nove, nove nane, ecc (sottolineo ancora che cio' riguarda la mia modesta esperienza, non ho letto specifici documenti in cui sono riportati eventi di microlensing).

Paolo

[umberto]

Grazie Paolo per questo tuo interessante contributo alla ricerca.Mi rincresce di non essere stato operativo con questo target nonostante il tuo invito.Umberto

[Paolo]

Grazie Umb (sempre esagerato!). Un bel completamento dell'osservazione di questo interessante fenomeno sarebbe un nuovo spettro da prendere quando la luminosita' torna nei pressi del valore usuale (circa V 14). Non dovremmo trovare alcuna variazione eccetto la probabile presenza di maggiore rumore nello spettro per la luminosita' inferiore. Questo perche' il lensing gravitazionale e' un fenomeno che impatta in uguale maniera su tutto lo spettro come fosse prodotto da una lente acromatica.

Curiosita'... in questo caso la spettroscopia va a confermare l'ipotesi della lente gravitazione con una "non-variazione" spettrale. E' il contrario di quanto avviene normalmente, quando la tipologia dell'evento si evince ad esempio per la presenza di particolari righe di emissione, variazioni del continuo ecc.

Riassumo le osservazioni che ad oggi confermerebbero il microlensing (in ordine cronologico):

- spettro di una stella in uno stato "normale". Non ci sono cioe' indicatori di attivita' intrinseca come righe di emissione o similarita' con spettri tipici di oggetti attivi (nove, nove nane,...).

- nessuna evidente variazione del colore (B-V= ~0.9). Per questa analisi sono state utilizzate anche misure fotometriche antecedenti all'evento.

- assenza di una sorgente di raggi X alle sue coordinate (altro indicatore di attivita' intrinseca). Tali osservazioni sono state svolte dal satellite SWIFT/XRT.

- incremento di radiazione UV analogo a quello nel visibile (lente acromatica) Osservazioni di SWIFT/UVOT. Come riferimento sono state utilizzate vecchie misure UV GALEX.

- curva di luce in linea con il modello teorico della microlente gravitazionale (per i parametri del modello vedi Atel):
http://www.astronomy.ohio-state.edu/~as ... 447555.pdf

Il grafico del link sopra risale a qualche giorno fa per cui non riporta le ultime misure di magnitudine. Interrogando il servizio Sky Patrol di ASAS-SN si puo' visionare l'attuale curva di luce. Qui l'ho sovrapposta al grafico con il modello:

Notare la simmetria della curva di luce, una caratteristica che difficilmente riscontriamo nei nostri usuali transienti (in cui la luminosita' sale rapidamente per poi scendere lentamente e in modo irregolare).

Tra un mese il soggetto sara' sempre ben piazzato in cielo e si potrebbe tentare l'interessante osservazione spettroscopica. Con mag V 14 circa dovrebbe essere ancora alla portata della nostra strumentazione. L'unico mio dubbio riguarda le polveri intestellari che arrossano fortemente la luce della stella. La direzione dei raggi che convergono sulla Terra potrebbe aver intercettato zone diverse nella struttura fine del mezzo interestellare? Mi viene da pensare che gli effetti siano del tutto trascurabili visto che angolarmente siamo al di sotto del potere risolutivo di qualsiasi strumento ma chissa'...

Paolo

[Pering]

ho dato una letta, ,.
lo sapete io sono come san tommaso.
comunque facciamo a capirci.
c'è una stella di fondo che emette luce, è la stella di cui misuriamo la magnitudine.
tra la stella in questione e il nostro osservatorio c'è una massa che non emette luce e crea una lente gravitazionale.
domanda: Se la stella è a una distanza di 1 dall'osservatorio, questa massa a quanto sta da noi?
domanda: Questa lente quanto è estesa? che diametro ha?
domanda: questa lente ha un fuoco e se si quanto vale?
che probabilità ci sono che il fuoco cada sulla terra?