Телескоп Хаббла, направленный на ближайшего белого карлика, когда он проходил перед далекой звездой
Автор Брайан Санто, автор статьи
Это заняло 80 лет, но впервые астрофизики взвесили звезду, используя технику, объявленную Альбертом Эйнштейном, которая никогда не сможет быть реализована.
Исследователи использовали Космический телескоп Хаббла, чтобы добавить технику, которую физики могут использовать, чтобы узнать больше об истории и эволюции Вселенной.
Обычно, когда какой-то объект А переходит в идеальное выравнивание между наблюдателем и каким-то отдаленным объектом B, A полностью скрывает B. Однако все ставки удалены с массивными объектами на астрономических расстояниях. Если объект А является чем-то невероятно массивным, например звездой, а объект В - некоторым астрономическим расстоянием, А изгибал бы свет от Б вокруг себя, явление, называемое гравитационным линзированием.
Существуют различные подкатегории гравитационного линзирования. Если объекты и наблюдатели точно выровнены, более отдаленный объект B будет отображаться как кольцо вокруг объекта A («кольцо Эйнштейна»). Малейшее несоосность приведет к тому, что более отдаленный объект окажется в положении сдвига; это называется астрометрическим микролинзированием.
Эйнштейн применил понятие гравитационного линзирования к своей теории общей теории относительности, опубликованному в 1915 году, и уточнил математику, описывающую явление. Наблюдение это продемонстрировало бы, что его теория и его математика были правильными.
Это вызвало гонку для обнаружения гравитационного линзирования. Это было впервые отмечено в 1919 году во время солнечного затмения. В заголовке «Нью-Йорк Таймс» было объявлено: « Огоняет все, что нужно в небесах » и «Триумфы теории Эйнштейна».
Астрометрическое линзирование наблюдалось много раз с тех пор, но каждый раз объект линзирования был нашим собственным солнцем, и мы уже взвешивали солнце другими способами. Масса является фактором в формуле, которая описывает, как гравитация влияет на орбиты ближайших тел, и эти вычисления уже были сделаны для объектов нашей Солнечной системы.
В 1930-х годах Эйнштейн консультировался о том, можно ли использовать гравитационное линзирование для взвешивания какой-то далекой звезды. Теоретически, да, заключил он. Это потребовало бы, чтобы измеряемая звезда проходила перед каким-то более отдаленным объектом; расчет будет основываться на измерении сдвига в позиции более отдаленного из двух. «Конечно, нет никакой надежды наблюдать это явление напрямую», - писал он в письме к журналу Science в 1936 году. Вероятность правильного выравнивания объектов была отдаленной, и даже если это произошло, не было достаточно чувствительных инструменты для измерения того, что было бы крайне незначительным сдвигом.
Эйнштейн не слышал о телескопе Хаббла.
Команда во главе с Кайлашем К. Саху недавно нацелила Хаббла на соседнего белого карлика под названием «Штайн 2051 Б», когда он проходил перед далекой звездой. Они измерили крошечные сдвиги в видимом положении фоновой звезды и обнаружили астрометрическое микролинзирование, став первым, кто сделал это, используя звезду, отличную от нашего собственного солнца.
«Очевидное движение соответствовало предсказаниям общей теории относительности, что позволило авторам определить массу белого карлика» (Stein 2051 B), как они объяснили в резюме статьи, опубликованной в Science.
Stein 2051 B, как можно предположить, назван одной из пары двоичных звезд. То, что сделало его хорошим кандидатом на эксперимент, состоит в том, что, будучи самым близким белым карликом к Солу, он хорошо охарактеризован.
Имеющиеся расстояния и тот факт, что Stein 2051 B является членом двоичного кода, сделало наблюдение «сложным», по мнению исследователей, но они определили, что измерение будет в пределах возможностей Хаббла.
Астрофизики давно предположили, что у Штейна 2051 Б было железное ядро, которое возможно среди белых дварфов, но все еще считается экзотическим. Саху и его команда решили, что, учитывая его массу, Stein 2051 B не может иметь железного сердечника; это был типичный белый карлик.
Терри Освальт - физик в аэронавигационном университете Эмбри-Риддла во Флориде. В статье в том же выпуске «Наука» Освальт писал: «Метод астрометрического линзирования, используемый Sahu et al. могут быть одинаково хорошо использованы для любых других близлежащих звезд, которые проходят мимо фоновых звезд. В ближайшую эпоху действительно масштабных исследований неба, таких как Большой синоптический телескоп, астрономы обязаны наблюдать другие подобные события, несмотря на их редкость ».
Источник изображения: журнал Science