爱因斯坦令人费解的理论帮助科学家分析死星

周四，天文学家宣布他们首次使用美国宇航局的哈勃太空望远镜直接测量了一颗恒星尸体的质量。 但更重要的是：他们利用了一种名为引力微透镜的令人费解的宇宙效应来做到这一点，这是一个多世纪前阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论所预言的。

哈勃的这一成就标志着这种效应首次被用于测量我们自己的太阳以外的一颗孤立的恒星。

稍后我将进入微透镜，但这里有一些关于白矮星历史测量的快速统计数据。

首先，它被命名为 LAWD 37。插入“oh lawd he comin’”猫模因。 对不起。

其次，根据哈勃望远镜的观测，这颗孤独的恒星体是一颗燃烧殆尽的类太阳恒星的超热残存核心，其质量似乎是我们太阳的 56%。 这让人松了一口气，因为根据研究团队的说法，这个数字与之前关于 LAWD 37 的理论预测一致，并巩固了我们目前关于白矮星结构和成分的许多理论。 了解白矮星对于我们了解宇宙至关重要。

“白矮星为我们提供了恒星如何演化的线索——总有一天我们自己的恒星最终会变成白矮星，”加州大学圣克鲁斯分校的博士后学者彼得·麦吉尔 (Peter McGill) 和一项发表在皇家月刊上的测量研究的主要作者天文学会在一份声明中说。

麦吉尔解释说，因为这颗白矮星离我们非常近，距离我们大约 15 光年，所以我们有很多关于它的数据。 “但拼图中缺失的部分是对其质量的测量。” 不过值得庆幸的是，我们现在也有了那件作品。

这就是爱因斯坦理论的用武之地。

什么是引力微透镜？

自 1900 年代初诞生以来，科学家们一直对阿尔伯特·爱因斯坦惊人的广义相对论着迷——这个想法建立在一个奇怪的前提上，即我们的宇宙广阔是用有形的空间和时间线物理交织在一起的。

广义相对论不仅尚未被证明，尽管数十年来专家们一直在努力寻找漏洞，而且它还解释了我们宇宙中发生的一些最奇怪的事情。 像黑洞碰撞这样的东西 引力波在太空中回荡，并且时间在地球轨道上的滴答声与其在地球上的不同。

但天文学家最喜欢的广义相对论效应之一是，遥远宇宙中的光在穿过由大质量致密天体（如星系团）产生的极端引力池时，似乎会发生弯曲、扭曲和翘曲。 它被称为引力透镜——在更小的范围内，称为引力微透镜。

引力透镜对天文学来说是一个重要的现象，因为无论什么东西发出这些扭曲的光束（例如，一颗恒星），对于观察者来说都是放大的，否则他们是看不到它的。 另一方面，您可以通过反向工作推断出有关导致光束扭曲的任何东西的信息。

而后者正是麦吉尔和其他研究人员所利用的。

首先，天文学家使用欧洲航天局的盖亚卫星——该设备目前正试图创建一张非常详细的银河系地图——以确定哈勃望远镜在可能发生的引力微透镜事件中应该寻找 LAWD 37 的位置。

然后他们看到一颗背景恒星发出的光从 LAWD 37 后面经过，它的光被哈勃的兴趣点扭曲了。

该团队最终弄清楚了在 LAWD 37 存在的情况下背景恒星的光如何变化的重要参数，并通过演绎艺术了解了哪种类型的恒星质量会产生这种变化。 你有它。

“LAWD 37 的质量测量精度使我们能够测试白矮星的质量-半径关系，”麦吉尔说。 “这意味着在这颗死星内部的极端条件下测试物质的特性。”

1919 年，就在爱因斯坦发表概述广义相对论的论文几年后，两位英国天文学家利用这种透镜效应在日食期间类似地观察了太阳的质量。 据美国国家航空航天局称，那是一个重要的时刻，因为它被认为是有史以来第一个相对论的实验证明——但当时仍不清楚是否有人能够再次“引力透镜”。

“这些事件很少见，影响也很小，”麦吉尔说。 “例如，我们测量的效果大小就像测量从地球上看月球上汽车的长度，比 1919 年日食时测量的效果小 625 倍。”

展望未来，该团队希望继续使用盖亚来预测可能的引力微透镜事件何时可以帮助他们获得尽可能多的星体质量测量值。 事实上，哈勃望远镜的首席研究员和该研究的合著者凯拉什·萨胡 (Kailash Sahu) 已经在用美国宇航局开创性的詹姆斯·韦伯太空望远镜观察另一颗名为 LAWD 66 的白矮星。

考虑到 JWST 的强大功能，我迫不及待地想看到下一级别的引力微透镜展开。