Как взвесить звезды с помощью гравитационного линзирования?

Дата: 2018-09-07

Журнал Astronomy & Astrophysics публикует предсказания прохождений более близких звезд на фоне более далеких. Группа астрономов, используя высокоточные измерения космического телескопа Gaia, точно рассчитала два таких прохождения в ближайшие месяцы. Каждое прохождение будет вызывать сдвиг положения фоновой звезды из-за гравитационного отклонения света. Это позволит измерить массу более близкой звезды, которую чрезвычайно сложно определить другими способами.

Каждая звезда в Млечном Пути движется. Однако, из-за большого расстояния, изменения их положений (так называемое собственное движение) очень мало и может быть измерено только с помощью больших телескопов после длительных периодов наблюдений. В редких случаях, более близкая звезда проходит очень близко (для наблюдателей с Земли) от более далекой, фоновой. Свет от фоновой звезды проходит через гравитационное поле более близкой звезды, где, вместо того, чтобы продолжить путь по-прямой, искривляется. Это похоже на преломление света в обычных линзах, за исключением того, что его причиной является искривление пространства-времени возле массивного тела. Этот эффект был краеугольным камнем при проверке общей теории относительности (ОТО) Эйнштейна и был подтвержден измерениями в Солнечной Системе. Это искривление света звездой называется гравитационным линзированием: свет от фоновой звезды отклоняется, фокусируется на более маленький угол и звезда становится ярче. Основной эффект — это изменение видимого положения звезды на небе, т. к. отклонение смещает источник света относительно других более далеких звезд. Оба этих эффекта зависят только от массы линзирующего тела — в данном случае — звезды. Таким образом, гравитационное линзирование — это метод взвешивания звезд. Вообще, измерение масс звезд, не входящих в двойные (и кратные -прим. пер.) системы, чрезвычайно сложное дело.

Ранее, трудность использования этого метода заключалась в невозможности предсказать движения звезд с достаточно высокой точностью. Однако, захватывающие данные положений и собственных движений буквально миллиардов звезд (Gaia Data Release 2), недавно опубликованные консорциумом Gaia европейского космического агентства, сделало возможным это исследование. Эти данные были использованы Джонасом Клютером (Jonas Klüter), пишущим кандидатскую диссертацию в Гейдельбергском университете, для поиска таких близких прохождений звезд. Среди множества близких прохождений, которые произойдут в следующие 50 лет, два из них происходят прямо сейчас: наименьшее угловое расстояние будет достигнуто в следующие нескольких недель, при этом изменения положений фоновых звезд окажутся измеримыми. Звезды, участвующие в этих двух прохождениях, называются Luyten 143-23 и Ross 322. Они движутся по небу с видимой скоростью около 1600 и 1400 угловых миллисекунд в год, соответственно. Наименьшие угловые расстояния между более близкой и фоновой звездами будут в июле и августе 2018 года, соответственно. Видимые положения фоновых звезд будут сдвинуты из-за астрометрического эффекта микролинзирования на 1,7 и 0,8 угловых миллисекунд. Одна угловая миллисекунда соответствует углу, под которым будет виден человек, лежащий на поверхности Луны. Это сложная задача, но с лучшими телескопами Земли, эти смещения положений звезд возможно измерить.

Новости астрономии
Все про космос inspaceblog.net