|
Непосредственно измерили массу мертвой звезды
|
|
|
|
Астрономы непосредственно измерили массу мертвой звезды, используя эффект, известный как гравитационное микролинзирование, впервые предсказанный Альбертом Эйнштейном в его общей теории относительности и впервые обнаруженный двумя кембриджскими астрономами 100 лет назад. Международная команда, возглавляемая Кембриджским университетом, использовала данные двух телескопов, чтобы измерить, как свет от далекой звезды преломляется вокруг белого карлика, известного как LAWD 37, в результате чего далекая звезда временно меняет свое видимое положение на небе. Это первый раз, когда этот эффект был обнаружен для одиночной изолированной звезды, кроме нашего Солнца, и впервые была непосредственно измерена масса такой звезды. Результаты опубликованы в Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества.
|
|
|
|
LAWD 37 — белый карлик, появившийся в результате смерти звезды, подобной нашей. Когда звезда умирает, она перестает сжигать свое топливо и выбрасывает свой внешний материал, оставляя только горячее плотное ядро. В этих условиях материя в том виде, в каком мы ее знаем, ведет себя совсем по-другому и превращается в нечто, называемое электронно-вырожденной материей. «Белые карлики дают нам представление о том, как развиваются звезды — когда-нибудь наша собственная звезда превратится в белого карлика», — сказал ведущий автор исследования доктор Питер Макгилл, который проводил исследование, защищая докторскую диссертацию. в Кембриджском институте астрономии. Макгилл сейчас работает в Калифорнийском университете в Санта-Круз.
|
|
|
LAWD 37 хорошо изучен, так как находится относительно близко к нам. Этот белый карлик находится в 15 световых годах от нас в созвездии Мухи и является тем, что осталось от звезды, которая умерла около 1,15 миллиарда лет назад. «Поскольку этот белый карлик находится относительно близко к нам, у нас есть много данных о нем — у нас есть информация о его спектре света, но недостающим элементом головоломки является измерение его массы», — сказал Макгилл. Масса — один из важнейших факторов эволюции звезды. Для большинства звездных объектов астрономы определяют массу косвенно, полагаясь на сильные, часто непроверенные предположения моделирования. В редких случаях, когда масса может быть определена напрямую, у объекта должен быть компаньон, например, двойная звездная система. Но для одиночных объектов, таких как LAWD 37, нужны другие методы определения массы.
|
|
|
|
Макгилл и его международная команда коллег смогли использовать пару телескопов — телескоп Gaia Европейского космического агентства и космический телескоп Хаббла — чтобы получить первое точное измерение массы LAWD 37, предсказав, а затем наблюдая астрометрический эффект, предсказанный впервые. по Эйнштейну. В своей общей теории относительности Эйнштейн предсказал, что, когда массивный компактный объект проходит перед далекой звездой, свет от звезды будет преломляться вокруг объекта на переднем плане из-за его гравитационного поля. Этот эффект известен как гравитационное микролинзирование. В 1919 году два британских астронома — Артур Эддингтон из Кембриджа и Фрэнк Дайсон из Королевской Гринвичской обсерватории — впервые обнаружили этот эффект во время солнечного затмения, что стало первым популярным подтверждением общей теории относительности. Однако Эйнштейн был настроен пессимистично по поводу того, что эффект когда-либо будет обнаружен для звезд за пределами нашей Солнечной системы.
|
|
|
|
В 2017 году астрономы обнаружили этот эффект гравитационного микролинзирования у другого соседнего белого карлика в двойной системе, Stein 2051 b, что ознаменовало первое обнаружение этого эффекта для звезды, отличной от нашего Солнца. Теперь команда под руководством Кембриджа обнаружила эффект LAWD 37, дав первое прямое измерение массы одиночного белого карлика. Используя спутник ЕКА Gaia, который создает наиболее точную и полную многомерную карту Млечного Пути, астрономы смогли предсказать движение LAWD 37 и определить точку, в которой он будет располагаться достаточно близко к фоновой звезде, чтобы обнаружить сигнал линзы. Используя данные Gaia, астрономы смогли направить космический телескоп Хаббла в нужное место в нужное время, чтобы наблюдать за этим явлением, которое произошло в ноябре 2019 года, через 100 лет после знаменитого эксперимента Эддингтона/Дайсона.
|
|
|
|
Поскольку свет от фоновой звезды был очень слабым, главной задачей астрономов было выделение сигнала линзирования из шума. «Эти события происходят редко, а их последствия незначительны», — сказал Макгилл. «Например, размер нашего измеренного эффекта подобен измерению длины автомобиля на Луне, если смотреть с Земли, и в 625 раз меньше, чем эффект, измеренный во время солнечного затмения 1919 года». После того, как они извлекли сигнал линзирования, исследователи смогли измерить размер астрометрического отклонения фонового источника, который масштабируется с массой белого карлика, и получить гравитационную массу LAWD 37, которая составляет 56% массы наше солнце. Это согласуется с более ранними теоретическими предсказаниями массы LAWD 37 и подтверждает современные теории эволюции белых карликов.
|
|
|
|
«Точность измерения массы LAWD 37 позволяет нам проверить соотношение массы и радиуса для белых карликов», — сказал Макгилл. «Это означает проверку свойств материи в экстремальных условиях внутри этой мертвой звезды». Исследователи говорят, что их результаты открывают дверь для прогнозов будущих событий с помощью данных Gaia, которые можно обнаружить с помощью космических обсерваторий, таких как JWST, преемник Хаббла. «Gaia действительно изменила правила игры — здорово иметь возможность использовать данные Gaia, чтобы предсказывать, когда произойдут события, а затем наблюдать за ними», — сказал Макгилл. «Мы хотим продолжить измерение эффекта гравитационного микролинзирования и получить измерения массы многих других типов звезд».
|
|
|
|
Источник
|
