С помощью данных спутника Gaia и телескопа «Хаббл» учёные измерили массу одинокого белого карлика, находящегося от нас в 15 световых лет. Для исследования применялась техника гравитационного микролинзирования, которая основывается на оптическом эффекте, создаваемом гравитацией. Это первый случай, когда масса белого карлика была определена напрямую, без выводов из бинарных систем.
С помощью телескопа «Хаббл» астрономы впервые измерили массу изолированного белого карлика, остатка звезды, подобной Солнцу. Белый карлик, известный как LAWD 37, имеет массу, составляющую 56 процентов от массы Солнца.
Измерения массы белого карлика ранее проводились исключительно в бинарных системах. Оценивая движение двух звезд по ньютоновским законам орбитальной динамики, можно было определить их массу. Однако такие оценки могут быть неточными, если компаньон белого карлика движется с очень большим периодом – сотнями или тысячами лет.
Благодаря «Хабблу», исследователи применили технику гравитационного микролинзирования. Свет отдаленного объекта LAWD 37 искривлялся при прохождении мимо звезды за ним из-за гравитации белого карлика, расположенного ближе к наблюдателю.
Открытие, возглавляемое Питером Макгиллом из Калифорнийского университета в Санта-Крузе, разъясняет применение «Хаббла» для точного измерения, каким образом излучение удалённой звезды обходит белого карлика.
Гравитационное микролинзирование
Объект LAWD 37 — это звездный остаток звезды, которая горела до миллиарда лет назад. Расположен он всего в пятнадцати световых годах от Земли, в созвездии Мухи. Близость к нам позволяет получить много информации о его электромагнитном спектре. Недостающим элементом была точная оценка массы. Теперь это стало возможно благодаря «Хабблу».
Кайлаш Саху из Научного института космического телескопа в Балтиморе использовал микролинзирование для измерения массы белого карлика LAWD 37. В 2017 году Кайлаш Саху измерял массу белого карлика Stein 2051 B, который находился в бинарной системе.
Диаграмма иллюстрирует применение микролинзирования для определения массы объекта LAWD 37. Вставка демонстрирует момент прохождения белого карлика перед звездой на заднем плане в 2019 году. Волнуясь линия отслеживает видимое движение белого карлика в небе с Земли. Несмотря на прямую траекторию, движение нашей планеты по орбите вокруг Солнца придает ему видимость синусоиды из-за параллакса: звезда расположена всего в 15 световых годах от нас, поэтому перемещается быстрее, чем звездный фон.
Еще одно подтверждение возможностей Хаббла
Пройдя перед звездой на заднем плане, LAWD 37 деформировал окружающее пространство своим гравитационным полем. Хаббл точно измерил это отклонение и определил массу белого карлика: 56 процентов от массы нашего Солнца. Результат также помогает в понимании теорий о структуре и составе белых карликов.
Этот белый карлик был выбран из каталога космической обсерватории Gaia ЕКА, которая проводит высокоточные измерения миллиардов звездных позиций. На основе этих данных астрономы предсказали, что LAWD 37 пройдет перед звездой на заднем плане в ноябре 2019 года.
Следовательно, Хаббл позволил точно измерить временные изменения видимого положения фоновой звезды на небе при прохождении белого карлика. Макгилл отметил, что это стало возможно благодаря высокому разрешению телескопа. Такие случаи встречаются редко, а их влияние незначительно. Измеренный нами сдвиг сравним с измерение длины машины на Луне с позиции Земли. «.
Наблюдения аппарата Уэбба в будущем.
Из-за слабого света удалённой звезды астрономы стремились получить её изображение, отделяя его от свечения белого карлика, превосходящего яркость звёзд на заднем плане в 400 раз. Только «Хаббл» способен проводить столь высококонтрастные наблюдения в видимом свете.
Выравнивания, помимо наблюдений «Хаббла», теперь можно обнаружить с помощью аппарата «Джеймс Уэбб». В инфракрасном диапазоне голубой свет белого карлика на переднем плане кажется менее интенсивным, а звезда на заднем плане — более яркой.
Исследователи следят за другим белым карликом, LAWD 66, с помощью телескопа Уэбб, руководствуясь предсказаниями Gaia. Первое наблюдение состоялось в 2022 году. Планируются дополнительные наблюдения в 2024 году. Желаем продолжать измерением эффекта гравитационного микролинзирования и получить данные о массе для большого количества типов звёзд. «, — пояснил Макгилл.