Астрономи побачили вигин світла навколо ізольованого білого карлика

Астрономи безпосередньо виміряли масу мертвої зірки за допомогою ефекту, відомого як гравітаційне мікролінзування, - вперше для одинарної ізольованої зірки.

Про це розповідають у Кембридзькому університеті, передають OstanniPodii.com.

Міжнародна команда астрономів використала дані двох телескопів, щоб виміряти, як світло від далекої зірки огинає білий карлик, відомий як LAWD 37, змушуючи далеку зірку тимчасово змінити своє видиме положення на небі.

Це вперше, коли цей ефект було виявлено для одинарної ізольованої зірки, відмінної від нашого Сонця, і вперше масу такої зірки було безпосередньо виміряно. Результати дослідження були опубліковані в журналі "Щомісячні повідомлення Королівського астрономічного товариства".

LAWD 37 - білий карлик, результат смерті зірки, подібної до нашої власної. Коли зірка вмирає, вона перестає спалювати своє паливо й викидає свій зовнішній матеріал, залишаючи тільки гаряче, щільне ядро. У цих умовах матерія, як ми її знаємо, поводиться зовсім інакше й перетворюється на так звану електронно-дегенеративну матерію.

"Білі карлики дають нам підказки про те, як еволюціонують зорі, і коли-небудь наша власна зірка стане білим карликом", - сказав провідний автор дослідження доктор Пітер Макгілл.

LAWD 37 була вивчена дуже широко, оскільки розташована відносно близько до нас - на відстані 15 світлових років у сузір′ї Мухи та являє собою залишки зірки, яка померла близько 1,15 мільярда років тому.

Новини за подібною темою:

		Спостереження "Вебба" за лінзованою надновою допомагає підтвердити теорію Габбла
		"Вебб" показав далекий квазар, лінзований у форму кільця, прикрашеного "коштовним камінням"
		Водні світи, які пережили смерть своїх зірок, можуть добре підходити для пошуків життя

"Оскільки цей білий карлик знаходиться відносно близько до нас, у нас є багато даних про нього - у нас є інформація про спектр його світла, але відсутньою частиною головоломки було вимірювання його маси", - сказав Макгілл.

Маса - один з найважливіших факторів еволюції зірки. Для більшості зоряних об′єктів астрономи визначають масу побічно, спираючись на тверді, часто неперевірені модельні припущення. У рідкісних випадках, коли масу можна визначити безпосередньо, об′єкт повинен мати компаньйона, наприклад, у бінарній зоряній системі. Але для одинарних об′єктів, таких як LAWD 37, необхідні інші методи визначення маси.

Макгілл та його міжнародна команда колег змогли використати пару телескопів - "Гая" Європейського космічного агентства та "Габбл" НАСА/ЄКА - для першого точного вимірювання маси LAWD 37, передбачивши, а потім спостерігаючи астрометричний ефект, уперше передбачений Ейнштейном.

У своїй Загальній теорії відносності Ейнштейн передбачив, що коли масивний компактний об′єкт проходить перед далекою зіркою, світло від зірки буде огинати об′єкт переднього плану під дією його гравітаційного поля. Цей ефект відомий як гравітаційне мікролінзування. 1919 року двоє британських астрономів - Артур Еддінгтон із Кембриджа й Френк Дайсон з Королівської Грінвічської обсерваторії - уперше виявили цей ефект під час сонячного затемнення, що стало першим поширеним підтвердженням загальної теорії відносності. Однак Ейнштейн був песимістичний щодо того, що цей ефект коли-небудь буде виявлено для зірок за межами нашої Сонячної системи.

У 2017 році астрономи виявили ефект гравітаційного мікролінзування для іншого близького білого карлика в бінарній системі, Stein 2051 b, що стало першим виявленням цього ефекту для зірки, відмінної від нашого Сонця. Тепер виявлено ефект для LAWD 37, що дає перше пряме вимірювання маси одинарного білого карлика.

За допомогою супутника "Гая", який створює найточнішу й найповнішу багатовимірну карту Чумацького Шляху, астрономи змогли передбачити рух LAWD 37 і визначити точку, де він досить близько прилягає до фонової зірки, щоб виявити сигнал лінзування.

Використовуючи дані "Гаї", астрономи змогли спрямувати космічний телескоп "Габбл" у потрібне місце в потрібний час для спостереження цього явища, яке відбулося у листопаді 2019 року, через 100 років після знаменитого експерименту Еддінгтона/Дайсона.

Вимірювання "Габблом" заломлення зоряного світла об′єктом на передньому плані. Ліворуч - справжнє положення фонової зірки, праворуч - спостережуване. Credit: NASA, ESA, Ann Feild (STScI)

Оскільки світло від фонової зірки було настільки слабким, головним завданням для астрономів стало вилучення сигналу лінзування із шуму. "Такі події рідкісні, а ефекти крихітні", - каже Макгілл. "Наприклад, розмір виміряного нами ефекту схожий на вимір довжини автомобіля на Місяці, видимого із Землі, і в 625 разів менший за ефект, виміряний під час сонячного затемнення 1919 року".

Після вилучення сигналу лінзування дослідники змогли виміряти розмір астрометричного відхилення фонового джерела, що залежить від маси білого карлика, і отримати гравітаційну масу LAWD 37, яка становить 56% від маси нашого Сонця. Це узгоджується з більш ранніми теоретичними передбаченнями маси LAWD 37 і підтверджує сучасні теорії про те, як еволюціонують білі карлики.

"Точність вимірювання маси LAWD 37 дає нам змогу перевірити залежність маси від радіуса для білих карликів", - каже Макгілл. "Це означає перевірку властивостей матерії в екстремальних умовах всередині цієї мертвої зірки".

Дослідники кажуть, що їхні результати відкривають двері для майбутніх прогнозів подій за допомогою даних "Гаї", які можуть бути виявлені космічними обсерваторіями, такими як JWST, наступником "Габбла".

"Гая дійсно змінила гру - дуже цікаво мати можливість використовувати дані Гаї, щоб передбачити, коли відбудуться події, а потім спостерігати їх", - сказав Макгілл. Він висловив намір продовжити вимірювання гравітаційного ефекту мікролінзування та отримати результати вимірювань маси для багатьох інших типів зірок.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.

• гравітаційне лінзування
• Білий карлик