科学家首次成功测量白矮星质量

斯坦205b是豹星座中的一颗白矮星。资料来源:STSI

几天前，美国宇航局的哈勃太空望远镜发现了一个由附近白矮星的重力引起的轻微弯曲——这是天文学家第一次观察到除太阳以外的恒星周围有这样的扭曲。这一发现也再次证实了爱因斯坦的广义相对论。与此同时，广义相对论提出100多年后，天文学家首次成功地用它来“称”恒星的质量。

由马里兰州巴尔的摩太空望远镜科学研究所的天文学家凯拉什·萨胡领导的一个研究小组观察到，当来自遥远恒星的光射向地球观测者时，恒恒星的位置也会随着它在白矮星附近产生的光的弯曲而轻微摆动。这一扭曲量使研究人员能够直接计算出白矮星的质量——大约是太阳质量的67%。

英国考文垂沃里克大学的天体物理学家皮尔-埃马纽埃尔·特朗布莱没有参与这项研究，他说:“这是一个非常困难的观察，并取得了非常好的结果。”

研究人员在最新一期《科学》杂志上报道了这一发现，并于6月7日在德克萨斯州奥斯汀召开的美国天文学会会议上公布了结果。

爱因斯坦在1915年提出的广义相对论彻底改变了人类对宇宙的理解。它的一个关键预测是，离地球较近的行星会像放大镜一样扭曲来自它们后面遥远行星的光，从而产生所谓的“引力透镜”现象当前面的行星挡住后面的行星时，光线围绕前面的行星形成一个圆圈，称为“爱因斯坦环”。1919年，英国科学家在日全食观测期间验证了这一预测的正确性。

爱因斯坦还预言，当前行星和后行星不完全在一条直线上时，“引力透镜”效应将导致后行星从其实际位置略微偏移，并且前行星的质量可以利用偏移距离直接计算，这被称为“天体测量透镜”。然而，在1936年，爱因斯坦补充说，因为行星相距很远，“没有希望直接观察到这一现象。”

在最新的研究中，Sahu等人利用哈勃出色的角度分辨率在5000多颗恒星中发现了“天体测量透镜”。他们意识到快速移动的白矮星斯坦205b完全符合这一定位，因此他们在2013年至2015年间将哈勃望远镜对准了这颗行星八次。Stein205b距离地球约17光年，是第六颗最近的白矮星。

研究表明，在白矮星的引力作用下，白矮星后面行星的观测位置距离实际位置约2毫弧度秒。基于此，可以计算出白矮星的质量相当于太阳质量的67%。

Sahu的研究小组现在已经开始了另一个项目，用半人马座比邻星(离地球大约4光年的最近的恒星)寻找这种现象。Sahu说，研究人员已经使用哈勃太空望远镜获得了一些观察结果。

白矮星是低光度、高密度和高温的恒星。因为它的颜色是白色，体积相对较小，所以被称为白矮星。白矮星是演化到最后的恒星，主要由碳组成，并被氢和氦覆盖。白矮星在数十亿年后逐渐变冷变暗。它们体积小，亮度低，但密度和质量高。根据观测数据的统计，大约3%的恒星是白矮星，但理论分析和计算认为白矮星应该占所有恒星的10%左右。太阳最终会变成白矮星。(赵茜·Xi)

中国科学新闻(2017-06-12第二版国际版)