Астрономы увидели изгиб света вокруг изолированного белого карлика

Астрономы непосредственно измерили массу мертвой звезды с помощью эффекта, известного как гравитационное микролинзирование, - впервые для одинарной изолированной звезды.

Об этом рассказывают в Кембриджском университете, передают OstanniPodii.com.

Международная команда астрономов использовала данные двух телескопов, чтобы измерить, как свет от далекой звезды огибает белый карлик, известный как LAWD 37, заставляя далекую звезду временно изменить свое видимое положение на небе.

Это впервые, когда этот эффект был обнаружен для одинарной изолированной звезды, отличной от нашего Солнца, и впервые масса такой звезды была непосредственно измерена. Результаты исследования были опубликованы в журнале "Ежемесячные сообщения Королевского астрономического общества".

LAWD 37 - белый карлик, результат смерти звезды, подобной нашей собственной. Когда звезда умирает, она перестает сжигать свое топливо и выбрасывает свой внешний материал, оставляя только горячее, плотное ядро. В этих условиях материя, как мы ее знаем, ведет себя совершенно иначе и превращается в так называемую электронно-дегенеративную материю.

"Белые карлики дают нам подсказки о том, как эволюционируют звезды, и когда-нибудь наша собственная звезда станет белым карликом", - сказал ведущий автор исследования доктор Питер Макгилл.

LAWD 37 была изучена очень широко, поскольку расположена относительно близко к нам - на расстоянии 15 световых лет в созвездии Мухи и представляет собой остатки 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 спектре его света, но недостающей частью головоломки было измерение его массы", - сказал Макгилл.

Масса - один из важнейших факторов эволюции звезды. Для большинства звездных объектов астрономы определяют массу косвенно, опираясь на твердые, часто непроверенные модельные предположения. В редких случаях, когда массу можно определить напрямую, объект должен иметь компаньона, например, в бинарной звездной системе. Но для одинарных объектов, таких как LAWD 37, необходимы другие методы определения массы.

Макгилл и его международная команда коллег смогли использовать пару телескопов - "Гая" Европейского космического агентства и "Хаббл" НАСА/ЕКА - для первого точного измерения массы LAWD 37, предсказав, а затем наблюдая астрометрический эффект, впервые предсказанный Эйнштейном.

В своей Общей теории относительности Эйнштейн предсказал, что когда массивный компактный объект проходит перед далекой звездой, свет от звезды будет огибать объект переднего плана под действием его гравитационного поля. Этот эффект известен как гравитационное микролинзирование. В 1919 году двое британских астрономов - Артур Эддингтон из Кембриджа и Фрэнк Дайсон из Королевской Гринвичской обсерватории - впервые обнаружили этот эффект во время солнечного затмения, что стало первым распространенным подтверждением общей теории относительности. Однако Эйнштейн был пессимистичен относительно того, что этот эффект когда-нибудь будет обнаружен для звезд за пределами нашей Солнечной системы.

В 2017 году астрономы обнаружили эффект гравитационного микролинзирования для другого близкого белого карлика в бинарной системе, Stein 2051 b, что стало первым обнаружением этого эффекта для звезды, отличной от нашего Солнца. Теперь обнаружен эффект для LAWD 37, что дает первое прямое измерение массы одинарного белого карлика.

С помощью спутника "Гая", который создает самую точную и полную многомерную карту Млечного Пути, астрономы смогли предсказать движение LAWD 37 и определить точку, где он достаточно близко прилегает к фоновой звезде, чтобы обнаружить сигнал линзирования.

Используя данные "Гаи", астрономы смогли направить космический телескоп "Хаббл" в нужное место в нужное время для наблюдения этого явления, которое произошло в ноябре 2019 года, через 100 лет после знаменитого эксперимента Эддингтона/Дайсона.

Измерение "Габблом" преломления звездного света объектом на переднем плане. Слева - истинное положение фоновой звезды, справа - наблюдаемое. Credit: NASA, ESA, Ann Feild (STScI)

Поскольку свет от фоновой звезды был настолько слабым, главной задачей для астрономов стало извлечение сигнала линзирования из шума. "Такие события редки, а эффекты крошечные", - говорит Макгилл. "Например, размер измеренного нами эффекта похож на измерение длины автомобиля на Луне, видимого с Земли, и в 625 раз меньше эффекта, измеренного во время солнечного затмения 1919 года".

После извлечения сигнала линзирования исследователи смогли измерить размер астрометрического отклонения фонового источника, зависящего от массы белого карлика, и получить гравитационную массу LAWD 37, которая составляет 56% от массы нашего Солнца. Это согласуется с более ранними теоретическими предсказаниями массы LAWD 37 и подтверждает современные теории о том, как эволюционируют белые карлики.

"Точность измерения массы LAWD 37 позволяет нам проверить зависимость массы от радиуса для белых карликов", - говорит Макгилл. "Это означает проверку свойств материи в экстремальных условиях внутри этой мертвой звезды".

Исследователи говорят, что их результаты открывают двери для будущих прогнозов событий с помощью данных "Гаи", которые могут быть обнаружены космическими обсерваториями, такими как JWST, преемником "Габбла".

"Гая действительно изменила игру - очень интересно иметь возможность использовать данные Гаи, чтобы предсказать, когда произойдут события, а затем наблюдать их", - сказал Макгилл. Он выразил намерение продолжить измерения гравитационного эффекта микролинзирования и получить результаты измерений массы для многих других типов звезд.

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.