@ 2017.06.15 , 10:00
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根据爱因斯坦曾经的提示,测量孤立恒星质量

测量恒星质量很困难。事实上,双星系统中的恒星是科学家们仅有能够直接测量的恒星,因为它们相互环绕的轨道会揭示它们的质量。现在,一组天文学家成功测量了一个孤立恒星的质量,所用的技术是爱因斯坦在1936年首次暗示的方法。该方法利用了这样一个事实:一个较大的质量体,比如恒星,能够弯曲光路。虽然这种效应十分轻微,测量这种偏折也能揭示这个偏折光线恒星的质量。

英国莱斯特大学的天文学家Martin Barstow说道:“这真是一个优雅的工作,很好地回应了一个世纪以来的广义相对论。”

根据爱因斯坦曾经的提示,测量孤立恒星质量
credit: 煎蛋画师點叁

天文学家们已经观察到了很多引力弯曲光线的例子,包括扭曲更远处星系图像的星系,有些时候甚至会拉伸成环形的“爱因斯坦环”。在我们的星系中,当一个恒星经过另一个恒星的前面时,由于较近的恒星会充当透镜的作用,将更多经过的光线扳弯折向地球,天文学家就能看到较远的那个恒星会变亮。这种效应被称为微引力透镜效应,已被用于检测外星球和搜寻暗物质、黑洞以及褐矮星等。

但爱因斯坦还预测道,如果光线来源与弯曲光线恒星并不是精准对齐,这种弯曲会造成在地球看来源恒星似乎移动了。移动的幅度就能告诉科学家这个弯曲光线恒星的质量。这种效应十分微小,并且这种近乎对齐的几率十分小,爱因斯坦认为这可能永远不会发生。

但一组来自美国、英国以及加拿大的天文学家团队总怀疑哈勃太空望远镜锐利的视野也许能够检测到这种位移。于是他们开始寻找可能能够对齐的恒星,并发现一个编号为Stein 2051 B的距地球18光年的白矮星在2014年几乎经过了另一个恒星的正前方。研究团队捕获到了那时背面恒星的微小位移,并据此计算出Stein 2051 B的质量约为太阳质量的三分之二,即0.675太阳质量。该结果已发表在6月7日的自然杂志上。

但这不仅是一个新技术的巧妙示范。Stein 2051 B对于研究白矮星的专家而言有点像一种谜一般的存在,当恒星必须燃尽他们所有的燃料时却留下了茧衣。通过利用大小、温度以及放射光线的观测,研究者估计Stein 2051 B是一种特别的白矮星,质量应该是0.67太阳质量。但是,利用测量双星系统中恒星质量的方法,另外的研究者将其与另一个附近的恒星Stein 2051 A相配对,计算出其质量仅为0.5太阳质量。这个最新的计算结果终于准确计算出了Stein 2051 B应为的质量,并且驳斥了A和B为双星对的观点。Barstow说道:“这为我们对白矮星的组成理解又添上了一笔。”

德国海德堡大学的天文学家Markus Hundertmark称单单凭借这个微小位移的检测就值得发表了,“测量白矮星的质量似乎使这个结果变得更好了,不过即使是乍一看这也是一个惊人的发现。”

这一技术的应用目前看来似乎有限,因为近似对齐的恒星非常罕见,但明年这一切就会改变。明年欧洲太空总署的盖亚卫星将发布第二份星球图志,给出数千个恒星的精确位置和运动。Barstow称:“很可能将会有更多可以探寻的例子。”来自英国圣安德鲁斯大学的团队成员Martin Dominik说道:“这个新成果似乎是个引人好奇的效应,但其会很快转换为非常有用的天体物理技术。”

本文译自 sciencemag,由译者 CliffBao 基于创作共用协议(BY-NC)发布。Daniel Clery


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TOTAL COMMENTS: 7+1

  1. 3478677

    不明觉厉,牛啊,科学家的脑子,厉害!!!

  2. 美雅的逆袭
    @4 months ago
    3478686

    每个字都能看懂系列!

  3. 3478753

    适用性不高 搭载在卫星上可以有点用 但质量又太大

  4. 3478829

    我看看图就好了

  5. 江湖菏泽之民
    @4 months ago
    3478839

    想起一道初中物理题,根据正午时一定高度上树叶缝隙投影下的光斑大小计算太阳直径

  6. 3479459

    我觉得翻译过来就是质量越大光路改变越多

  7. Qper秋波儿
    @4 months ago
    3481620

    这也意味着光不延直线传播。

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