В журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society группа астрономов опубликовала результаты многолетнего исследования, в ходе которого впервые удалось напрямую измерить массу одиночного белого карлика — останков звезды типа нашего Солнца. До этого массу белых карликов измеряли лишь в двойных системах. Оценить массу одиночного объекта не представлялось возможным, но теперь у учёных такой инструмент есть.
Источник изображений: NASA
При наблюдении звёздного неба существует такой феномен, как гравитационное линзирование или микролинзирование. Подобные явления возникают, когда свет от далёких-далёких звёзд проходит рядом с массивными объектами от невидимых чёрных дыр до звёзд. Массивные объекты преломляют свет настолько сильно, насколько они большей массы. Это смещает далёкие звёзды со своих видимых позиций в небе и тем сильнее, чем тяжелее объект на переднем плане. По этим смещениям и можно вычислить массу объекта. Другое дело, как уловить тот редкий момент, когда интересующее нас небесное тело будет проходить над фоновыми звёздами и проявит себя в эффекте микролинзирования?
На помощь учёным пришёл проект Gaia Европейского космического агентства. Астрометрическая космическая лаборатория Gaia в настоящий момент определила точные координаты и скорости более чем 2 млрд звёзд. По этим данным можно точнейшим образом прогнозировать бесчисленное множество наблюдений, чем воспользовались астрономы из Калифорнийского университета в Санта-Крузе. Астрономы узнали, когда одиночный белый карлик LAWD 37 будет проходить на фоне нужной звезды и несколько лет наблюдали, как он искажал свет от неё.
Помог в наблюдениях телескоп «Хаббл». У этого инструмента отличные возможности для контрастных снимков, поскольку свет даже от тусклого белого карлика в 400 раз превосходил яркость света от фоновой звезды, что очень и очень затрудняло измерения. Измерение «скачков» фоновой звезды по небу учёные сравнили с попыткой измерить длину автомобиля на Луне земным наблюдателем. Кстати, такие же наблюдения астрономы планируют на «Джеймсе Уэббе», для которого видимый свет представляет собой меньшую помеху («Уэбб» преимущественно работает в инфракрасном диапазоне, в отличие от «Хаббла»).
Расчёты показали, что белый карлик LAWD 37 имеет 56 % массы Солнца. Знание этой величины и диаметра потухших остатков звезды позволит уточнить плотность её вещества и физические и химические реакции в её недрах. Чем точнее и больше астрономы смогут измерять массы белых карликов, тем точнее будет модель эволюции звёзд, к семейству которых также принадлежит наше Солнце.
Через пять млрд лет Солнце точно также превратит весь свой водород в гелий, сбросит оболочку, а его ядро превратится в то, что мы называем белым карликом — остывающую млрд лет массу вещества. Многие сочтут такие знания бесполезными, но они приближают нас к пониманию множества других процессов во Вселенной, в которой всё связано между собой и нет ничего лишнего.