<p>一個(gè)由圣安德魯斯大學(xué)的天文學(xué)家組成的國際團(tuán)隊(duì)根據(jù)愛因斯坦的廣義相對(duì)論，利用大質(zhì)量物體彎曲其周圍時(shí)空的事實(shí)，測(cè)量了白矮星的質(zhì)量。</p> <p>&nbsp;</p> <p>該團(tuán)隊(duì)使用來自兩臺(tái)太空望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)來測(cè)量來自遙遠(yuǎn)恒星的光是如何圍繞著白矮星LAWD37彎曲的，導(dǎo)致遙遠(yuǎn)恒星在天空中的明顯位置暫時(shí)改變。質(zhì)量測(cè)量為白矮星預(yù)測(cè)的質(zhì)量-半徑關(guān)系提供了一個(gè)測(cè)試，該關(guān)系基于此類死星內(nèi)部極端條件的理論模型。</p> <p>&nbsp;</p> <p>圣安德魯斯大學(xué)物理學(xué)和天文學(xué)講師馬丁&middot;多米尼克博士說：&ldquo;你無法隱藏你的重力。當(dāng)你彎曲時(shí)空時(shí)，你就創(chuàng)造了一個(gè)光學(xué)加權(quán)秤。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>白矮星是恒星燃燒完所有核燃料后可能出現(xiàn)的終態(tài)之一。它們是太陽等質(zhì)量較小恒星的殘余物，而質(zhì)量較大的恒星則會(huì)演化成中子星或黑洞。白矮星之所以穩(wěn)定，是因?yàn)殡娮硬荒苷紦?jù)相同的量子態(tài)。因此，它們構(gòu)成了一個(gè)有趣的測(cè)試實(shí)驗(yàn)室，用于研究這種致密物質(zhì)的特性。</p> <p>&nbsp;</p> <p>該研究發(fā)表于皇家天文學(xué)會(huì)月報(bào)（2月2日星期四）。首席作者彼得&middot;麥吉爾博士在劍橋大學(xué)天文學(xué)研究所完成博士學(xué)位的同時(shí)進(jìn)行了這項(xiàng)研究，目前就職于圣克魯斯的加利福尼亞大學(xué)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>他說：&ldquo;LAWD37的質(zhì)量測(cè)量精度使我們能夠測(cè)試白矮星的質(zhì)量-半徑關(guān)系。這意味著測(cè)試這顆死恒星內(nèi)部極端條件下的物質(zhì)屬性。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>麥吉爾博士和他的國際同事團(tuán)隊(duì)能夠使用一對(duì)望遠(yuǎn)鏡&mdash;&mdash;蓋亞衛(wèi)星和哈勃太空望遠(yuǎn)鏡&mdash;&mdash;對(duì)LAWD 37進(jìn)行首次精確的質(zhì)量測(cè)量，方法是預(yù)測(cè)并觀察愛因斯坦首次預(yù)測(cè)的天體測(cè)量效應(yīng)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>關(guān)鍵的挑戰(zhàn)是，需要測(cè)量的位置角變化很小。愛因斯坦用廣義相對(duì)論預(yù)言，當(dāng)一個(gè)大質(zhì)量物體經(jīng)過一顆遙遠(yuǎn)的恒星之前，恒星發(fā)出的光會(huì)因其重力而圍繞前景物體彎曲。1919年，兩位英國天文學(xué)家&mdash;&mdash;劍橋的阿瑟&middot;愛丁頓和皇家格林威治天文臺(tái)的弗蘭克&middot;戴森&mdash;&mdash;在日食期間首次檢測(cè)到這種效應(yīng)，這是對(duì)廣義相對(duì)論的首次確認(rèn)。然而，愛因斯坦不相信其他恒星也能觀察到這種效應(yīng)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>正是這種情況發(fā)生在2017年，在埃丁頓和戴森的發(fā)現(xiàn)近一個(gè)世紀(jì)后，利用哈勃太空望遠(yuǎn)鏡在其能力極限下觀察到附近另一顆白矮星斯坦因2051b的光線彎曲。雖然愛丁頓測(cè)量到的角度已經(jīng)小得令人難以置信，相當(dāng)于從10米遠(yuǎn)的地方看到的人類頭發(fā)的直徑，但測(cè)量到的位移卻小了1000倍，相當(dāng)于同一距離上病毒所面對(duì)的角度。然而，與LAWD 37不同，Stein 2051b是二進(jìn)制系統(tǒng)的一部分。</p> <p>&nbsp;</p> <p>對(duì)于LAWD 37，天文學(xué)家能夠使用蓋亞空間天文臺(tái)預(yù)測(cè)運(yùn)動(dòng)，該天文臺(tái)正在創(chuàng)建最準(zhǔn)確和完整的銀河系多維地圖，他們確定了一個(gè)點(diǎn)，在這個(gè)點(diǎn)上，它將與背景恒星緊密對(duì)齊，以檢測(cè)由于光的引力彎曲而產(chǎn)生的可測(cè)量的位置偏移。因此，天文學(xué)家能夠在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間將哈勃太空望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)適當(dāng)?shù)奈恢?，觀察這一現(xiàn)象，這一現(xiàn)象發(fā)生在2019年11月。</p> <p>&nbsp;</p> <p>LAWD37已經(jīng)被廣泛研究，因?yàn)樗x我們相對(duì)較近。這顆白矮星距離我們15光年，位于麝香星座，是一顆死在約11.5億年前的恒星的遺骸。謎題中缺失的部分是對(duì)其質(zhì)量的測(cè)量，我們現(xiàn)在知道它是0.56太陽質(zhì)量。這與早期對(duì)LAWD37質(zhì)量的理論預(yù)測(cè)相一致，并證實(shí)了目前關(guān)于白矮星如何進(jìn)化的理論。</p> <p>&nbsp;</p> <p>質(zhì)量是恒星演化過程中最重要的因素之一。對(duì)于大多數(shù)恒星，天文學(xué)家依靠強(qiáng)大的、通常未經(jīng)測(cè)試的模型假設(shè)間接推斷質(zhì)量。在可以直接推斷質(zhì)量的罕見情況下，大質(zhì)量物體需要在引力作用下與同伴結(jié)合。對(duì)于單個(gè)隔離體，如LAWD 37，需要其他方法來確定質(zhì)量。</p> <p>&nbsp;</p> <p>研究人員表示，他們的研究結(jié)果為從蓋亞數(shù)據(jù)中預(yù)測(cè)未來事件打開了大門，然后可以通過新一代的天基觀測(cè)臺(tái)（如哈勃望遠(yuǎn)鏡的繼承者JWST）進(jìn)行觀測(cè)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>麥吉爾博士繼續(xù)說道：&ldquo;蓋亞確實(shí)改變了游戲規(guī)則，能夠利用蓋亞數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)事件發(fā)生的時(shí)間，然后觀察事件的發(fā)生，真是令人興奮。我們希望繼續(xù)努力，獲得更多類型恒星的質(zhì)量測(cè)量結(jié)果。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>這項(xiàng)研究得到了美國國家航空航天局（NASA）、科學(xué)技術(shù)設(shè)施委員會(huì)（STFC）、英國研究與創(chuàng)新（UKRI）和歐洲航天局（European Space Agency）的部分支持。</p> <p>&nbsp;</p> <p>報(bào)紙&amp;#39;首次通過天文微透鏡利用單個(gè)白矮星對(duì)白矮星質(zhì)量-半徑關(guān)系進(jìn)行半經(jīng)驗(yàn)測(cè)試&amp;#39;發(fā)布于皇家天文學(xué)會(huì)月刊（2022）和可用聯(lián)機(jī)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>哈勃太空望遠(yuǎn)鏡( 高速列車)是美國國家航空航天局（NASA）和歐洲航天局（European Space Agency）的聯(lián)合任務(wù)(歐洲航天局 ). 主題是歐洲航天局（ESA）的空間觀測(cè)站。</p> <p>&nbsp;</p> <p>哈勃藝術(shù)作品：美國宇航局，歐空局，安&middot;費(fèi)爾德（STSCI）</p> <p>&nbsp;</p> <p>由圣安德魯斯大學(xué)傳播辦公室發(fā)布。</p> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p>注：本文由院校官方新聞直譯，僅供參考，不代表指南者留學(xué)態(tài)度觀點(diǎn)。</p> </blockquote>