Белый карлик показал, как гравитация искажает изображение фоновой звезды

Международная группа исследователей впервые смогла точно измерить массу белого карлика, наблюдая за тем, как его гравитационное поле искривляет свет более далекой звезды.

Альберт Эйнштейн предсказал, что всякий раз, когда свет от далекой звезды проходит мимо более близкого объекта, гравитация действует как своего рода увеличительное стекло, усиливая и искривляя его. Тем не менее, в статье 1936 года в журнале Science он добавил, что, поскольку звезды находятся очень далеко друг от друга, «нет надежды наблюдать это явление напрямую».

Он был неправ. Международная группа исследователей впервые смогла точно измерить массу белого карлика, наблюдая за тем, как его гравитационное поле искривляет свет более далекой звезды, сообщается в статье, опубликованной в журнале Science 7 июня 2017 года.

«Исследование дает новый инструмент для определения массы объектов, у которых мы не можем измерить ее другими средствами», – рассказывает Терри Освальт из Аэронавтического университета Эмбри-Риддл в Дайтоне (США).

«Кольцо Эйнштейна»

Гравитационное микролинзирование звезд, предсказанное Эйнштейном, наблюдалось и ранее. Известно, что в 1919 году наблюдение отклонения света вблизи Солнца в момент полного солнечного затмения обеспечило одно из первых убедительных доказательств Общей теории относительности.

«Когда звезда на переднем плане проходит точно между нами и фоновым светилом, гравитационное поле искривляет свет и порождает идеальный ореол, так называемое «кольцо Эйнштейна», –  объясняет Терри Освальт.

Несколько лет назад, научная команда телескопа «Hubble» заметила, что ярчайший и ближайший к нам белый карлик Stein 2051 из созвездия Жирафа в марте 2014 года закроет собой далекую звезду, расположенную прямо на траектории его движения по небосводу.

Воспользовавшись этой возможностью, астрономы в общей сложности восемь раз наблюдали за движением белого карлика и далекого светила с октября 2013 года по октябрь 2015 года.

Два объекта были неполностью выровнены, и поэтому сформировалась асимметричная версия кольца Эйнштейна. Кольцо и его яркость были слишком малы, чтобы их можно было измерить, но асимметрия заставила фоновую звезду «находиться» в стороне от ее истинного положения.

Кайлаш Саху из Института космического телескопа в Балтиморе (США) и его коллеги использовали снимки превосходного разрешения космического телескопа «Hubble», чтобы оценить сдвиг видимой позиции далекой звезды от ее реального местоположения и вычислить силу притяжения и массу Stein 2051 B.

«Основная идея заключается в том, что кажущееся отклонение положения фоновой звезды напрямую связано с массой и гравитацией белого карлика», – пояснил Терри Освальт.

Важность исследования

Как отмечают исследователи, результаты данного наблюдения крайней важны по трем причинам.

Во-первых, исследование наконец-то точно смогло определить массу Stein 2051 B, о которой ученые споят уже много лет. Некоторые астрономы, опираясь на законы эволюции белых карликов, считают, что он должен быть примерно на 30% легче Солнца. Их оппоненты, изучившие движение белого карлика вокруг его компаньона, обычной звезды Stein 2051 A, полагают, что он весит гораздо меньше, примерно половину массы Солнца, и имеет экзотическое железное ядро. «Линза Эйнштейна» расставила все по своим местам.  Stein 2051 B, как оказалось, имеет массу на 32,5% меньше Солнца, и является обычным белым карликом.

Во-вторых, команда подтвердила теорию о взаимосвязи между массой и радиусом белых карликов, которую в 1930 году выдвинул лауреат Нобелевской премии по физике американский астрофизик и физик-теоретик индийского происхождения Субраманьян Чандрасекар.

В-третьих, этот новый инструмент для определения массы будет очень ценным, поскольку в течение следующих нескольких лет новые наблюдения выявят множество других подобных выравниваний.

Роман Захаров
главный редактор
Комментарии
В системе белого карлика обнаружены вода и элементы, необходимые для жизни
Детонация гелия на поверхности белого карлика вызывает вспышку сверхновой
Звезда обнаружена на ближайшей к черной дыре орбите
Читайте и распечатывайте последние новости астрономии, космоса и космонавтики на сайте http://in-space.ru
Наверх