如何测量恒星“精确体重”:利用天体之间的引力作用

[ 录入者:zhangms | 时间:2017-06-20 08:45:28 | 作者:叶倾城 | 来源: | 浏览:750次 ]

该图像显示了一颗白矮星的引力如何扭曲空间,弯曲一颗更遥远天体的光线路径。

新浪科技讯 北京时间6月20日消息,据国外媒体报道,一些体积庞大的恒星距离地球数万亿公里,但从地球角度进行观测,它们是夜空中微小的发光星星。在一项最新研究中,天文学家能够测量邻近白矮星的“精准体重”,白矮星是进入生命循环末期的恒星,科学家是如何精确测量数光年之外恒星的质量呢?

美国安柏瑞德航空大学工程物理学教授特里·奥斯华尔特(Terry Oswalt)说:“测量恒星、行星和星系质量的唯一方法是通过它们与其它天体之间的引力影响。”这项最新研究报告发表在近期出版的《科学》杂志上,奥斯华尔特对该研究报告进行了评论说明。

也就是说,如果一颗卫星环绕木星,通过测量行星对卫星轨道的引力效应可以评估出木星质量。这样的测量也可以应用于恒星,像美国宇航局开普勒太空望远镜等灵敏仪器,当行星环绕恒星运行时牵引恒星,可以测量恒星速度的微小变化,能够从另一个角度探测环绕恒星运行的行星。这些测量数据能够向研究人员提供关于恒星质量的重要信息。

奥斯华尔特指出,当两颗恒星彼此环绕运行,就像双星一样,天文学家使用多普勒效应能够测量它们的运动,多普勒效应与警察的雷达枪具有类似的原理,然而这项技术要求观测天体目标。基于光谱我们可以间接地评估恒星的质量,但是这依据于恒星大气层模型,科学家很难预测其正确性。

目前,这项最新技术可使天文学家评估出恒星和其它天体的质量,其中包括:本质上昏暗的白矮星、黑洞和流浪行星,通过望远镜很难对它们进行观测。美国太空望远镜科学研究所的天文学家负责这项研究,他们证实了如何测量一颗邻近白矮星——Stein 2051 B,该技术依赖于引力对光线产生的影响。

奥斯华尔特说:“在著名的E =mc^2等式中,爱因斯坦假设能量和质量具有等价性,光线是微小的能量,并且具有极少质量,但是它也能受到引力作用的影响。”

爱因斯坦还预测到一颗遥远恒星周围掠过天体,受天体引力牵引作用,恒星光线将产生轻微弯曲。为了观测这一效应,这个天体必须具有接近完美的精确性,这是非常罕见的。奥斯华尔特解释称,当背景恒星光线掠过白矮星Stein 2051 B时,光线直线方向被弯曲,将意味着光线来自于不同的方向,使得白矮星缓慢掠过背景恒星,好像背景恒星在空中制造了一个小圈。

奥斯华尔特强调称,基本原理是背景恒星位置产生的明显偏差将直接表明了白矮星Stein 2051 B的质量和引力,以及这两颗天体的“亲密程度”。这种效应叫做“引力微透镜效应”,对于遥远天体,引力起到放大镜的作用,能够弯曲恒星光线,因此恒星光线出现了闪烁。(叶倾城)

Tags:恒星  白矮星 引力微透镜    

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