天文學家觀察到一顆孤立的白矮星LAWD37周圍的光彎曲-36TIJFIP

天文學家觀察到一顆孤立的白矮星LAWD37周圍的光彎曲(Credit: NASA, ESA, Peter McGill (Univ. of California, Santa Cruz and University of Cambridge), Kailash Sahu (STScI), Joseph Depasquale (STScI))
（神秘的地球uux.cn）據美國物理學家組織網（作者：Sarah Collins, University of Cambridge）：天文學家使用一種稱為引力微透鏡的效應直接測量了一顆死恒星的質量，這是阿爾伯特·愛因斯坦在他的廣義相對論中首次預測到的，也是劍橋兩位天文學家在100年前首次觀測到的。
由劍橋大學領導的國際團隊使用兩台望遠鏡的數據測量了來自遙遠恒星的光線如何圍繞一顆被稱為LAWD37的白矮星彎曲，從而導致這顆遙遠恒星暫時改變了在天空中的視位置。
這是第一次在太陽以外的孤立恒星上檢測到這種效應，也是第一次直接測量這種恒星的質量。這一結果發表在英國皇家天文學會月刊上。
LAWD37是一顆白矮星，是一顆像我們自己的恒星死亡的結果。當恒星死亡時，它停止燃燒燃料，並排出外層物質，隻留下一個熾熱、致密的核心。在這些條件下，我們所知道的物質的行為非常不同，並轉變成一種叫做電子簡並物質的物質。
“白矮星為我們提供了恒星演化的線索，有朝一日我們自己的恒星最終會變成白矮星，”該研究的主要作者彼得·麥吉爾博士說。麥吉爾現在在加州大學聖克魯斯分校工作。
LAWD37已經被廣泛研究，因為它離我們很近。這顆白矮星距離馬斯卡星座15光年，是一顆大約11.5億年前死亡的恒星的殘骸。
麥吉爾說：“因為這顆白矮星離我們相對較近，我們已經獲得了很多關於它的數據，我們已經得到了關於它光譜的信息，但謎題中缺少的部分是它的質量測量。”。
質量是恒星演化中最重要的因素之一。對於大多數恒星物體，天文學家依靠強大的、通常未經測試的建模假設，間接推斷質量。在可以直接推斷質量的罕見情況下，物體必須有伴星，例如雙星係統。但對於單個物體，如LAWD37，需要其他方法來確定質量。
麥吉爾和他的國際同事團隊能夠使用一對望遠鏡，即歐洲航天局的蓋亞望遠鏡和哈勃太空望遠鏡，通過預測和觀測愛因斯坦首次預測的天體測量效應，獲得LAWD37的第一次精確質量測量。
天文學家觀察到一顆孤立的白矮星LAWD37周圍的光彎曲

Credit: NASA, ESA, Ann Feild (STScI)
愛因斯坦在《廣義相對論》中預測，當一個巨大的致密物體經過一顆遙遠的恒星之前時，恒星發出的光會因其引力場而在前景物體周圍彎曲。這種效應被稱為重力微透鏡。1919年，劍橋的兩位英國天文學家亞瑟·愛丁頓和皇家格林威治天文台的弗蘭克·戴森首次在日食期間發現了這種效應，這是廣義相對論的首次普遍確認。然而，愛因斯坦對太陽係以外的恒星可能檢測到這種效應感到悲觀。
2017年，天文學家在雙星係統中的另一顆白矮星Stein 2051 b上檢測到了這種引力微透鏡效應，這標誌著首次在太陽以外的恒星上檢測到這種效應。現在，劍橋大學領導的團隊已經檢測到了LAWD37的影響，首次對單個白矮星進行了直接質量測量。
利用歐空局的蓋亞衛星，天文學家們能夠預測LAWD37的運動，並確定它與背景恒星對準的位置，從而檢測到透鏡信號。
使用蓋亞數據，天文學家能夠在正確的時間將哈勃太空望遠鏡指向正確的位置，以觀察這一現象，這發生在2019年11月，距離著名的愛丁頓/戴森實驗100年後。
由於背景恒星發出的光線非常微弱，天文學家麵臨的主要挑戰是從噪聲中提取透鏡信號。麥吉爾說：“這些事件很罕見，影響很小。”。“例如，我們測量的效應大小就像從地球上看月球上的汽車長度，比1919年日食時測量的效應小625倍。”
一旦他們提取出透鏡信號，研究人員就能夠測量背景源的天體偏轉的大小，這與白矮星的質量成比例，並獲得LAWD37的引力質量，即太陽質量的56%。這與早期對LAWD37質量的理論預測一致，並證實了白矮星如何演化的當前理論。
McGill說：“LAWD37質量測量的精度使我們能夠測試白矮星的質量-半徑關係。”。“這意味著在這顆死恒星內部的極端條件下測試物質的財產。”
研究人員表示，他們的研究結果為利用蓋亞數據進行未來事件預測打開了大門，蓋亞數據可以被天基天文台探測到，比如哈勃望遠鏡的繼任者JWST。麥吉爾說：“蓋亞真的改變了遊戲，能夠使用蓋亞的數據預測事件發生的時間，然後觀察事件的發生，這令人興奮。”。“我們希望繼續測量引力微透鏡效應，並獲得更多類型恒星的質量測量結果。”

天文學家觀察到一顆孤立的白矮星LAWD37周圍的光彎曲

友情链接