一个由圣安德鲁斯大学的天文学家组成的国际团队根据爱因斯坦的广义相对论，利用大质量物体弯曲其周围时空的事实，测量了白矮星的质量。

该团队使用来自两台太空望远镜的数据来测量来自遥远恒星的光是如何围绕着白矮星LAWD37弯曲的，导致遥远恒星在天空中的明显位置暂时改变。质量测量为白矮星预测的质量-半径关系提供了一个测试，该关系基于此类死星内部极端条件的理论模型。

圣安德鲁斯大学物理学和天文学讲师马丁·多米尼克博士说：“你无法隐藏你的重力。当你弯曲时空时，你就创造了一个光学加权秤。”

白矮星是恒星燃烧完所有核燃料后可能出现的终态之一。它们是太阳等质量较小恒星的残余物，而质量较大的恒星则会演化成中子星或黑洞。白矮星之所以稳定，是因为电子不能占据相同的量子态。因此，它们构成了一个有趣的测试实验室，用于研究这种致密物质的特性。

该研究发表于皇家天文学会月报（2月2日星期四）。首席作者彼得·麦吉尔博士在剑桥大学天文学研究所完成博士学位的同时进行了这项研究，目前就职于圣克鲁斯的加利福尼亚大学。

他说：“LAWD37的质量测量精度使我们能够测试白矮星的质量-半径关系。这意味着测试这颗死恒星内部极端条件下的物质属性。”

麦吉尔博士和他的国际同事团队能够使用一对望远镜——盖亚卫星和哈勃太空望远镜——对LAWD 37进行首次精确的质量测量，方法是预测并观察爱因斯坦首次预测的天体测量效应。

关键的挑战是，需要测量的位置角变化很小。爱因斯坦用广义相对论预言，当一个大质量物体经过一颗遥远的恒星之前，恒星发出的光会因其重力而围绕前景物体弯曲。1919年，两位英国天文学家——剑桥的阿瑟·爱丁顿和皇家格林威治天文台的弗兰克·戴森——在日食期间首次检测到这种效应，这是对广义相对论的首次确认。然而，爱因斯坦不相信其他恒星也能观察到这种效应。

正是这种情况发生在2017年，在埃丁顿和戴森的发现近一个世纪后，利用哈勃太空望远镜在其能力极限下观察到附近另一颗白矮星斯坦因2051b的光线弯曲。虽然爱丁顿测量到的角度已经小得令人难以置信，相当于从10米远的地方看到的人类头发的直径，但测量到的位移却小了1000倍，相当于同一距离上病毒所面对的角度。然而，与LAWD 37不同，Stein 2051b是二进制系统的一部分。

对于LAWD 37，天文学家能够使用盖亚空间天文台预测运动，该天文台正在创建最准确和完整的银河系多维地图，他们确定了一个点，在这个点上，它将与背景恒星紧密对齐，以检测由于光的引力弯曲而产生的可测量的位置偏移。因此，天文学家能够在适当的时间将哈勃太空望远镜对准适当的位置，观察这一现象，这一现象发生在2019年11月。

LAWD37已经被广泛研究，因为它离我们相对较近。这颗白矮星距离我们15光年，位于麝香星座，是一颗死在约11.5亿年前的恒星的遗骸。谜题中缺失的部分是对其质量的测量，我们现在知道它是0.56太阳质量。这与早期对LAWD37质量的理论预测相一致，并证实了目前关于白矮星如何进化的理论。

质量是恒星演化过程中最重要的因素之一。对于大多数恒星，天文学家依靠强大的、通常未经测试的模型假设间接推断质量。在可以直接推断质量的罕见情况下，大质量物体需要在引力作用下与同伴结合。对于单个隔离体，如LAWD 37，需要其他方法来确定质量。

研究人员表示，他们的研究结果为从盖亚数据中预测未来事件打开了大门，然后可以通过新一代的天基观测台（如哈勃望远镜的继承者JWST）进行观测。

麦吉尔博士继续说道：“盖亚确实改变了游戏规则，能够利用盖亚数据预测事件发生的时间，然后观察事件的发生，真是令人兴奋。我们希望继续努力，获得更多类型恒星的质量测量结果。”

这项研究得到了美国国家航空航天局（NASA）、科学技术设施委员会（STFC）、英国研究与创新（UKRI）和欧洲航天局（European Space Agency）的部分支持。

报纸'首次通过天文微透镜利用单个白矮星对白矮星质量-半径关系进行半经验测试'发布于皇家天文学会月刊（2022）和可用联机。

哈勃太空望远镜( 高速列车)是美国国家航空航天局（NASA）和欧洲航天局（European Space Agency）的联合任务(欧洲航天局 ). 主题是欧洲航天局（ESA）的空间观测站。

哈勃艺术作品：美国宇航局，欧空局，安·费尔德（STSCI）

由圣安德鲁斯大学传播办公室发布。

注：本文由院校官方新闻直译，仅供参考，不代表指南者留学态度观点。