距离地球约18光年的斯坦因2051B(一个白矮星)的质量一直是一个多世纪以来的争议。现在,一群天文学家终于精确地测量了星星的质量,并用阿尔伯特·爱因斯坦首先预言的宇宙现象来解决了一个有100年历史的辩论。
研究人员用哈勃太空望远镜进行了精确的定时观察,计算出了这颗恒星的质量,哈勃太空望远镜在从地球上看到另外一颗更遥远的星星时,研究了Stein 2051 B。在这个过境中,背景星似乎改变了它在天空中的位置,移动到这边,尽管它在天空上的实际位置根本没有改变。
这种宇宙视觉错觉被广泛地称为引力透镜,其效应已经在整个宇宙中广泛观察到,特别是在非常大的物体,如整个星系附近。效果的发生是因为一个巨大的物体会扭曲周围的空间,像一个非常大的镜头一样,弯曲光线从较远的物体的路径。在某些情况下,这造成了背景明星已经流离失所的错觉。 [爱因斯坦相对论的理论(图表)]该图像显示了一个爱因斯坦环(中间右),当一个巨大的物体像一个镜头一样,从背景物体朝向观察者的光线发生。这种现象被称为引力透镜,最近被用来测量单个星的质量。该图像显示了一个爱因斯坦环(中间右),当一个巨大的物体像一个镜头一样,从背景物体朝向观察者的光线发生。这种现象被称为引力透镜,最近被用来测量单个星的质量。信用:欧空局/哈勃与美国宇航局
(水也可能造成这样的位移错觉;尝试将铅笔放在一杯水中,并注意到淹没的一半铅笔似乎与干燥的半部分断开。)
爱因斯坦预测,这些位移事件可用于测量单个恒星质量。这是因为背景星的位置的偏移程度取决于前景星的质量。但是当时的望远镜缺乏使梦想成为现实的敏感性。
这项新工作背后的科学家们说,没有人会使用背景星的位移来计算个体明星的质量。事实上,科学家只有另外一个例子来测量个体星星之间的位移:在1919年的日食中,科学家们看到太阳取代了几颗背景星。这个测量是可能的,只因为太阳靠近地球。
一篇描述新作品的论文今天在“科学”杂志上发表。
星星化石
白矮星是已经停止在其核心中燃烧氢并随后脱落其外层的恒星。在这些星星的每一颗中,剩下的has has已经变成了一个被称为白矮星的密集核心。这种崩溃使这些物体表面的温度升高,所以它们比“活”的星星燃烧得更热。
佛罗里达州代托纳海滩Embry-Riddle航空大学工程与物理学教授特里·奥斯瓦尔特(Terry Oswalt)写道:“天空中至少有97%的星星,包括太阳,将成为或已经是白矮星。透视科学文章。 “因为它们是所有前几代星星的化石,所以白矮星是整理出我们自己的星系的历史和进化的关键。”
斯坦因2051B的质量一直是“超过100年的争议的源泉”,Oswalt说,他不隶属于新的研究。
目前科学家们对白矮星的照片表明,这些物体的质量和半径揭示了他们形成的重要信息,它们由何而起,以及他们形成的星星是什么,根据萨胡。
根据研究论文,Stein 2051 B的质量以前的测量结果表明它主要由铁组成,但这一发现提出了基于白矮星形成和恒星演化的接受理论的几个问题。例如,为了形成大量的铁,将成为Stein 2051 B的恒星必须非常大,但是Stein 2051 B的半径表明它由一个不比太阳大的星星形成。
如果Stein 2051质量的测量是正确的,那么它会将天体物理学家送回绘图板,以了解这种物体是如何形成的。萨胡说,天文学家意识到他们对斯坦因2051 B的质量的测量可能是错误的,但是他们无法确定。
通常,测量星的质量的唯一方法是观察它如何与另一个巨大的身体相互作用。例如,在二星级的二星系统中,较重的星星对较轻星的运动将产生较大的影响,通过观察两颗星的相互作用随时间推移,科学家们可以计算越来越多的具体值星星的群众。斯坦因2051 B有一个同伴,但两个机体的轨道相距很远,所以他们对彼此的影响很小。
新的结果表明,Stein 2051 B实际上是一个非常普通的白矮星,它符合接受的形成理论Sahu说。它的质量是太阳质量的大约0.68倍,表明它是由大约2.3倍太阳质量的星星形成的,Sahu说。这与以前的测量相比,将白矮星的质量置于约为太阳质量的0.5倍。他补充说,并不是很多白矮星的质量和半径都很精确。
“它证实了白矮星的质量 - 半径关系,”他说。 “[天体物理学家]一直在使用这个理论,知道它在坚实的基础上是很好的。”
研究人员用哈勃太空望远镜进行了精确的定时观察,计算出了这颗恒星的质量,哈勃太空望远镜在从地球上看到另外一颗更遥远的星星时,研究了Stein 2051 B。在这个过境中,背景星似乎改变了它在天空中的位置,移动到这边,尽管它在天空上的实际位置根本没有改变。
这种宇宙视觉错觉被广泛地称为引力透镜,其效应已经在整个宇宙中广泛观察到,特别是在非常大的物体,如整个星系附近。效果的发生是因为一个巨大的物体会扭曲周围的空间,像一个非常大的镜头一样,弯曲光线从较远的物体的路径。在某些情况下,这造成了背景明星已经流离失所的错觉。 [爱因斯坦相对论的理论(图表)]该图像显示了一个爱因斯坦环(中间右),当一个巨大的物体像一个镜头一样,从背景物体朝向观察者的光线发生。这种现象被称为引力透镜,最近被用来测量单个星的质量。该图像显示了一个爱因斯坦环(中间右),当一个巨大的物体像一个镜头一样,从背景物体朝向观察者的光线发生。这种现象被称为引力透镜,最近被用来测量单个星的质量。信用:欧空局/哈勃与美国宇航局
(水也可能造成这样的位移错觉;尝试将铅笔放在一杯水中,并注意到淹没的一半铅笔似乎与干燥的半部分断开。)
爱因斯坦预测,这些位移事件可用于测量单个恒星质量。这是因为背景星的位置的偏移程度取决于前景星的质量。但是当时的望远镜缺乏使梦想成为现实的敏感性。
这项新工作背后的科学家们说,没有人会使用背景星的位移来计算个体明星的质量。事实上,科学家只有另外一个例子来测量个体星星之间的位移:在1919年的日食中,科学家们看到太阳取代了几颗背景星。这个测量是可能的,只因为太阳靠近地球。
一篇描述新作品的论文今天在“科学”杂志上发表。
该图示出了物体(例如白矮星)的重力如何扭曲空间并弯曲来自较远物体的光线的路径。信用:欧空局/哈勃与美国宇航局宇宙镜头
爱因斯坦的广义相对论假设空间是柔性的而不是固定的,而巨大的物体(如星星)在空间中产生曲线,就像保龄球在床垫表面上产生曲线。物体扭曲时空的程度取决于物体的大小(同样,较重的保龄球对床垫产生更深刻的印记)。
一束光线通常通过空的空间直线行进,但是如果光线通过一个巨大的物体靠近,则由星形成的空间中的曲线像道路中的弯道一样,导致光线偏离其以前是直路。
爱因斯坦表明,这种偏转可以向观察者引导更多的光,类似于放大镜如何将来自太阳的漫射光聚焦到一个点上。这种效果会导致背景对象看起来更亮,或者在称为爱因斯坦环的前景对象周围创建一个明亮的光环。
天文学家观察到爱因斯坦环和“增亮事件”,当非常巨大的前景镜像,像整个星系,造成现象。这些也沿着银河系的平面观察到,其中个体的星星可能会导致透镜效应。它也被用来检测其他星星周围的行星。
在这项新研究中,天文学家们首次观察到所谓的“非对称透镜”,涉及到地球太阳系外的两颗星,背景星的位置似乎在变化。
位移程度与前景物体的质量直接相关。根据巴尔的摩太空望远镜科学研究所的天文学家Kailash C. Sahu和新文章的主要作者,相对“较轻”的物体,如星星,位移非常小,因此更难以检测。在斯坦因2051 B的情况下,在空中飞机上的位移约为2毫秒,或约等于距离1,500公里(2,400公里)的四分之一宽度,萨胡说。
测量这样一个微妙的变化需要一个强大的仪器,如哈勃望远镜的高分辨率相机,它是在2009年安装的。该仪器还使得可以从流离失所的星星中取出光,这是有点被Stein的光遮蔽了2051 B - 像萤火虫旁边的萤火虫一样,Sahu说。
研究人员在2013年10月至2015年10月期间进行了八次测量,因此他们可以观察到白矮星移动到天空,黯然失色。科学家还观察到白矮星过去后背景星的实际位置。
许多变量可能影响科学家是否可以观察到更多的事件。这些变量包括两个对象的对齐,前景对象的质量和接近度,前景和背景对象之间的距离以及望远镜的灵敏度。但萨胡表示,他认为他的队伍已经证明了这种方法的有效性,科学家们可以用它来衡量每年约二到四个星星的质量。
爱因斯坦的广义相对论假设空间是柔性的而不是固定的,而巨大的物体(如星星)在空间中产生曲线,就像保龄球在床垫表面上产生曲线。物体扭曲时空的程度取决于物体的大小(同样,较重的保龄球对床垫产生更深刻的印记)。
一束光线通常通过空的空间直线行进,但是如果光线通过一个巨大的物体靠近,则由星形成的空间中的曲线像道路中的弯道一样,导致光线偏离其以前是直路。
爱因斯坦表明,这种偏转可以向观察者引导更多的光,类似于放大镜如何将来自太阳的漫射光聚焦到一个点上。这种效果会导致背景对象看起来更亮,或者在称为爱因斯坦环的前景对象周围创建一个明亮的光环。
天文学家观察到爱因斯坦环和“增亮事件”,当非常巨大的前景镜像,像整个星系,造成现象。这些也沿着银河系的平面观察到,其中个体的星星可能会导致透镜效应。它也被用来检测其他星星周围的行星。
在这项新研究中,天文学家们首次观察到所谓的“非对称透镜”,涉及到地球太阳系外的两颗星,背景星的位置似乎在变化。
位移程度与前景物体的质量直接相关。根据巴尔的摩太空望远镜科学研究所的天文学家Kailash C. Sahu和新文章的主要作者,相对“较轻”的物体,如星星,位移非常小,因此更难以检测。在斯坦因2051 B的情况下,在空中飞机上的位移约为2毫秒,或约等于距离1,500公里(2,400公里)的四分之一宽度,萨胡说。
测量这样一个微妙的变化需要一个强大的仪器,如哈勃望远镜的高分辨率相机,它是在2009年安装的。该仪器还使得可以从流离失所的星星中取出光,这是有点被Stein的光遮蔽了2051 B - 像萤火虫旁边的萤火虫一样,Sahu说。
研究人员在2013年10月至2015年10月期间进行了八次测量,因此他们可以观察到白矮星移动到天空,黯然失色。科学家还观察到白矮星过去后背景星的实际位置。
许多变量可能影响科学家是否可以观察到更多的事件。这些变量包括两个对象的对齐,前景对象的质量和接近度,前景和背景对象之间的距离以及望远镜的灵敏度。但萨胡表示,他认为他的队伍已经证明了这种方法的有效性,科学家们可以用它来衡量每年约二到四个星星的质量。
星星化石
白矮星是已经停止在其核心中燃烧氢并随后脱落其外层的恒星。在这些星星的每一颗中,剩下的has has已经变成了一个被称为白矮星的密集核心。这种崩溃使这些物体表面的温度升高,所以它们比“活”的星星燃烧得更热。
佛罗里达州代托纳海滩Embry-Riddle航空大学工程与物理学教授特里·奥斯瓦尔特(Terry Oswalt)写道:“天空中至少有97%的星星,包括太阳,将成为或已经是白矮星。透视科学文章。 “因为它们是所有前几代星星的化石,所以白矮星是整理出我们自己的星系的历史和进化的关键。”
斯坦因2051B的质量一直是“超过100年的争议的源泉”,Oswalt说,他不隶属于新的研究。
目前科学家们对白矮星的照片表明,这些物体的质量和半径揭示了他们形成的重要信息,它们由何而起,以及他们形成的星星是什么,根据萨胡。
根据研究论文,Stein 2051 B的质量以前的测量结果表明它主要由铁组成,但这一发现提出了基于白矮星形成和恒星演化的接受理论的几个问题。例如,为了形成大量的铁,将成为Stein 2051 B的恒星必须非常大,但是Stein 2051 B的半径表明它由一个不比太阳大的星星形成。
如果Stein 2051质量的测量是正确的,那么它会将天体物理学家送回绘图板,以了解这种物体是如何形成的。萨胡说,天文学家意识到他们对斯坦因2051 B的质量的测量可能是错误的,但是他们无法确定。
通常,测量星的质量的唯一方法是观察它如何与另一个巨大的身体相互作用。例如,在二星级的二星系统中,较重的星星对较轻星的运动将产生较大的影响,通过观察两颗星的相互作用随时间推移,科学家们可以计算越来越多的具体值星星的群众。斯坦因2051 B有一个同伴,但两个机体的轨道相距很远,所以他们对彼此的影响很小。
新的结果表明,Stein 2051 B实际上是一个非常普通的白矮星,它符合接受的形成理论Sahu说。它的质量是太阳质量的大约0.68倍,表明它是由大约2.3倍太阳质量的星星形成的,Sahu说。这与以前的测量相比,将白矮星的质量置于约为太阳质量的0.5倍。他补充说,并不是很多白矮星的质量和半径都很精确。
“它证实了白矮星的质量 - 半径关系,”他说。 “[天体物理学家]一直在使用这个理论,知道它在坚实的基础上是很好的。”
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