Hubble, bir beyaz cüce yıldızın kütlesini ölçmek için mikromercekleme kullanmıştır.
LAWD 37 olarak adlandırılan cüce, bu NASA/ESA Hubble Uzay Teleskobunun merkezinde yanmış bir yıldızdır. görüntü. Nükleer füzyon fırını kapanmış olsa da, yüzeyde hapsolmuş ısı yaklaşık 100.000 santigrat derecede cızırdıyor ve yıldız kalıntısının şiddetli bir şekilde parlamasına neden oluyor.
Beyaz cücenin bir “çivisi” var çünkü o kadar parlak ki ışık Hubble kamerasının CCD detektörüne “aktı”. Bu, arka plandaki yıldızın gökyüzündeki konumunu ölçmek için yapılan gözlem tarihlerinden birine müdahale etti.
Kaynak: NASA, ESA, P. McGill (Univ. of California, Santa Cruz and University of Cambridge), K. Sahu (STScI) , J. Depasquale (STScI)
NASA/ESA Hubble Uzay Teleskobu’nu kullanan gökbilimciler, ilk kez izole edilmiş tek bir beyaz cüce yıldızın (yanmış bir yıldızın hayatta kalan çekirdeği) kütlesini doğrudan ölçtüler. güneşe benzer yıldız.
Araştırmacılar, beyaz cücenin Güneş’imizin kütlesinin yüzde 56’sı olduğunu buldu. Bu, kütlesiyle ilgili daha önceki teorik tahminlerle aynı fikirde ve beyaz cücelerin tipik bir yıldızın evriminin son ürünü olarak nasıl evrimleştiğine dair mevcut teorileri destekliyor. Eşsiz gözlem, beyaz cücelerin yapısı ve bileşimiyle ilgili teoriler hakkında fikir veriyor.
Şimdiye kadar, önceki beyaz cüce kütle ölçümleri, ikili yıldız sistemlerindeki beyaz cücelerin gözlemlenmesinden elde ediliyordu. Birlikte yörüngede dönen iki yıldızın hareketini izleyerek, kütlelerini ölçmek için basit Newton fiziği kullanılabilir. Bununla birlikte, cücenin yoldaş yıldızının yüzlerce veya binlerce yıllık uzun dönemli bir yörüngede olup olmadığı bu ölçümler belirsiz olabilir. Yörünge hareketi, cücenin yörünge hareketinin yalnızca kısa bir dilimi üzerinden teleskoplarla ölçülebilir.
Bu çizim, ön plandaki bir beyaz cüce yıldızın yerçekiminin uzayı nasıl büktüğünü ve bir yıldızdan gelen ışığı nasıl büktüğünü gösterir. arkasındaki uzak yıldız. NASA/ESA Hubble Uzay Teleskobu’nu kullanan gökbilimciler, doğanın bu optik numarası sayesinde ilk kez Güneş’imiz dışında tek bir izole yıldızın kütlesini doğrudan ölçtüler. Hedef, yanmış Güneş benzeri bir yıldızın hayatta kalan çekirdeği olan beyaz bir cüceydi. Arka plandaki yıldızın görüntüsünün geçici, sonsuz küçük sapması ne kadar büyükse, ön plandaki yıldız o kadar kütlelidir. Araştırmacılar, cücenin Güneşimizin kütlesinin yüzde 56’sı olduğunu buldular.
Kütleçekimsel merceklenme adı verilen bu etki, Einstein’ın bir asır önceki genel görelilik kuramının bir sonucu olarak tahmin edilmişti. 1919’da bir güneş tutulması gözlemleri, genel görelilik için ilk deneysel kanıtı sağladı. Ancak Einstein, gereken olağanüstü kesinlik nedeniyle, aynı deneyin Güneş’imizin ötesindeki yıldızlar için yapılabileceğini düşünmüyordu.
Kaynak: NASA, ESA, A. Feild
Bu yoldaşsız için beyaz cüce, araştırmacılar yerçekimsel mikromercekleme adı verilen bir doğa numarası kullanmak zorunda kaldılar. Arka plandaki bir yıldızdan gelen ışık, ön plandaki cüce yıldız tarafından uzayın yerçekimsel bükülmesiyle hafifçe saptırıldı. Beyaz cüce arka plandaki yıldızın önünden geçerken, mikromercekleme yıldızın geçici olarak gökyüzündeki asıl konumundan sapmış gibi görünmesine neden oldu.
Sonuçlar, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society dergisinde bildirilmektedir. Baş yazar, daha önce İngiltere’deki Cambridge Üniversitesi’nde görev yapan ve şu anda Santa Cruz’daki California Üniversitesi’nde görev yapan Peter McGill’dir.
Bu animasyon, uzaktaki bir arka plan yıldızının önünden geçen bir beyaz cüce yıldız. Geçiş sırasında, uzaktaki yıldızın konumu biraz değişiyor gibi görünüyor, çünkü ondan gelen ışık beyaz cücenin yerçekimi tarafından saptırıldı. NASA/ESA Hubble Uzay Teleskobu’nu kullanan astronomlar, doğanın bu hilesini kullanarak, ilk kez Güneş’imiz dışında izole edilmiş tek bir yıldızın kütlesini doğrudan ölçtüler.1919’da bir güneş tutulması gözlemleri, genel görelilik için ilk doğrudan kanıtı sağladı. Ancak Einstein, gereken kesinlik nedeniyle aynı deneyin Güneş’imizin ötesindeki yıldızlar için yapılabileceğini düşünmüyordu. Kredi: NASA, ESA, G. Bacon (STScI)
McGill, LAWD 37 olarak bilinen uzak bir yıldızdan gelen ışığın beyaz cücenin etrafında nasıl bükülerek arka plandaki yıldızın görünen görüntüsünü geçici olarak değiştirmesine neden olduğunu tam olarak ölçmek için Hubble’ı kullandı.
ABD, Baltimore’daki Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü’nden Kailash Sahu, bu son gözlemde Hubble’ın baş araştırmacısı, başka bir beyaz cüce olan Stein’ın kütlesini ölçmek için ilk olarak 2017’de mikromerceklemeyi kullandı. 2051 B. Ancak bu cüce, geniş ölçüde ayrılmış bir ikili sistemde. Sahu, “Son gözlemimiz yeni bir ölçüt sağlıyor çünkü LAWD 37 kendi başına,” dedi.
1 milyar yıl önce yanan bir yıldızın çökmüş kalıntıları olan LAWD 37, yalnızca 15 ışıkyılı uzaklıkta, Musca takımyıldızında. McGill, “Bu beyaz cüce bize nispeten yakın olduğu için, onun hakkında çok fazla veriye sahibiz – ışık spektrumu hakkında bilgimiz var, ancak yapbozun eksik parçası, kütlesinin bir ölçümü olmuştur” dedi. .
Ekip, ESA’nın yaklaşık iki milyar yıldız pozisyonunun olağanüstü hassas ölçümlerini yapan Gaia görevi sayesinde beyaz cüceye odaklandı. Bir yıldızın hareketini izlemek için birden fazla Gaia gözlemi kullanılabilir. Gökbilimciler, bu verilere dayanarak, LAWD 37’nin Kasım 2019’da arka plandaki bir yıldızın önünden kısa bir süre geçeceğini tahmin edebildiler.
Bu grafik, bir yıldızın kütlesini ölçmek için mikromerceklemenin nasıl kullanıldığını gösteriyor. beyaz bir cüce yıldız.
LAWD 37 olarak adlandırılan cüce, bu Hubble Uzay Teleskobu görüntüsünün merkezinde yanmış bir yıldızdır. Nükleer füzyon fırını kapanmış olsa da, yüzeyde hapsolmuş ısı yaklaşık 100.000 santigrat derecede cızırdıyor ve yıldız kalıntısının şiddetli bir şekilde parlamasına neden oluyor.
Ek kutu, cücenin 2019’da bir arka plan yıldızının önünden nasıl geçtiğini gösteriyor. Dalgalı mavi çizgi, cücenin Dünya’dan görüldüğü şekliyle gökyüzündeki belirgin hareketini izliyor. Cüce düz bir yörüngeyi takip etse de, Dünya’nın Güneş’in yörüngesindeki hareketi, paralaks nedeniyle belirgin bir sinüzoidal sapma verir. (Yıldız yalnızca 15 ışıkyılı uzaklıkta. Bu nedenle, yıldız arka planına karşı daha hızlı hareket ediyor.)
Daha sönük arka plan yıldızının yanından geçerken, cücenin çekim alanı uzayı büktü (Einstein’ın genel teorisi gibi). görelilik bir asır önce tahmin edildi). Ve bu sapma, Hubble’ın olağanüstü çözünürlüğü ile tam olarak ölçüldü. Sapma miktarı, beyaz cüce için Güneşimizin kütlesinin yüzde 56’sı kadar bir kütle verir ve beyaz cücelerin yapısı ve bileşimine ilişkin teoriler hakkında fikir verir. Bu, gökbilimcilerin Güneş’imiz dışında tek ve izole bir yıldızın kütlesini ilk kez doğrudan ölçmeleridir.
Kredi: NASA, ESA, P. McGill (Univ. of California, Santa Cruz ve Univ. of Cambridge), K . Sahu (STScI), J. Depasquale (STScI)
Bu bilindikten sonra Hubble, arka plandaki yıldızın gökyüzündeki görünür konumunun beyaz sırasında geçici olarak nasıl saptığını birkaç yıl boyunca kesin olarak ölçmek için kullanıldı. cücenin geçidi.
“Bu olaylar nadirdir ve etkileri çok küçüktür,” dedi McGill. “Örneğin, ölçülen uzaklığımızın boyutu, Dünya’dan bakıldığında Ay’daki bir arabanın uzunluğunu ölçmek gibidir.”
Arka plandaki yıldızdan gelen ışık çok zayıf olduğu için gökbilimciler için asıl zorluk şuydu: görüntüsünü, arka plandaki yıldızdan 400 kat daha parlak olan beyaz cücenin parıltısından çıkarıyor. Görünür ışıkta bu tür yüksek kontrastlı gözlemleri yalnızca Hubble yapabilir.
Bu grafik, bir beyaz cüce yıldızın kütlesini ölçmek için mikromerceklemenin nasıl kullanıldığını gösterir.
Cüce, LAWD 37 olarak adlandırılan, bu Hubble Uzay Teleskobu görüntüsünün merkezinde yanmış bir yıldızdır. Nükleer füzyon fırını kapanmış olsa da, hapsedilmiş ısı yüzeyde yaklaşık 100.000 santigrat derecede cızırdıyor ve yıldız kalıntısının şiddetli bir şekilde parlamasına neden oluyor.
Sağdaki ek kutular, cücenin bir arka plan yıldızının önünden nasıl geçtiğini gösteriyor. 2019.Cüce düz bir yörüngeyi takip etse de, Dünya’nın Güneş’in yörüngesindeki hareketi, paralaks nedeniyle belirgin bir sinüzoidal sapma verir. (Yıldız yalnızca 15 ışıkyılı uzaklıkta ve bu nedenle yıldız arka planına karşı daha hızlı hareket ediyor.)
Daha sönük arka plan yıldızının yanından geçerken, cücenin çekim alanı uzayı büktü (Einstein’ın genel görelilik teorisi gibi) yüzyıl önce tahmin edilmiştir). Ve bu sapma, Hubble’ın olağanüstü çözünürlüğü ile tam olarak ölçüldü. Cücenin ofset konumu turuncu renktedir.
Sapma miktarı, beyaz cüce için Güneşimizin kütlesinin yüzde 56’sı kadar bir kütle verir ve bu, beyaz cücelerin yapısı ve bileşimine ilişkin teoriler hakkında fikir verir. Bu, gökbilimcilerin Güneş’imiz dışında tek bir izole yıldızın kütlesini doğrudan ölçtüğü ilk seferdir.
Beyaz cücenin bir “çivisi” vardır çünkü o kadar parlaktır ki ışık Hubble kamerasının CCD’sine “kanar” dedektör. Bu, arka plandaki yıldızın gökyüzündeki konumunu ölçmek için yapılan gözlem tarihlerinden birini engelledi.
Pusula grafiği, nesnenin göksel küre üzerindeki yönünü gösterir. Kuzey, gökyüzünde sabit bir nokta olmayan kuzey gök kutbunu işaret eder, ancak şu anda kutup çevresi takımyıldızı Ursa Minor’da Polaris yıldızının yakınında yer alır. Göksel koordinatlar karasal bir haritaya benzer, ancak aşağıya değil yukarıya baktığımız için doğu ve batı yer değiştirmiştir.
Kredi: NASA, ESA, P. McGill (Univ. of California, Santa Cruz ve University of Cambridge), K. Sahu (STScI), J. Depasquale (STScI)
“Milyonda bir görülen böyle bir olayı tanımlamış olsanız bile, bu ölçümleri yapmak hâlâ son derece zordur.” dedi Cambridge Üniversitesi’nden Leigh Smith. “Beyaz cüceden gelen parıltı, öngörülemeyen yönlerde çizgilere neden olabilir; bu, olayı modellemek ve LAWD 37’nin kütlesini tahmin etmek için Hubble’ın gözlemlerinin her birini ve sınırlamalarını son derece dikkatli bir şekilde analiz etmemiz gerektiği anlamına gelir.”
” LAWD 37’nin kütle ölçümünün kesinliği, beyaz cüceler için kütle-yarıçap ilişkisini test etmemize olanak tanıyor,” dedi McGill. “Bu, yozlaşmış madde teorisini (yerçekimi altında daha çok katı madde gibi davranacak kadar süper sıkıştırılmış bir gaz) bu ölü yıldızın içindeki aşırı koşullar altında test etmek anlamına geliyor” diye ekledi.
Araştırmacılar sonuçlarını açıklıyor Gaia verileriyle gelecekteki olay tahminleri için kapıyı açın. Hubble’a ek olarak, bu hizalamalar artık NASA/ESA/CSA James Webb Uzay Teleskobu ile tespit edilebilir. Webb kızılötesi dalga boylarında çalıştığı için, ön plandaki beyaz cücenin mavi parıltısı kızılötesi ışıkta daha sönük görünür ve arka plandaki yıldız daha parlak görünür.
Hubble, mikromerceklemeyi ölçmek için mikromercekleme kullanmıştır. bir beyaz cüce yıldızın kütlesi.
LAWD 37 olarak adlandırılan cüce, bu pan videoda gösterilen Hubble Uzay Teleskobu görüntüsünün merkezinde yanmış bir yıldızdır. Nükleer füzyon fırını kapanmış olsa da, hapsedilmiş ısı yüzeyde yaklaşık 100.000 santigrat derecede cızırdıyor ve yıldız kalıntısının şiddetli bir şekilde parlamasına neden oluyor.
Beyaz cücenin bir ‘çivisi’ var çünkü o kadar parlak ki ışık, Hubble kamerasının CCD dedektörüne “sızdı”. Bu, arka plandaki yıldızın gökyüzündeki konumunu ölçmek için yapılan gözlem tarihlerinden birine müdahale etti.
Kredi: NASA, ESA, P. McGill (Univ. of California, Santa Cruz ve University of Cambridge), K. Sahu (STScI), J. Depasquale (STScI), N. Bartmann (ESA/Webb)
Müzik: Mylonite – Breath of my Soul
Gaia’nın öngörü güçlerine göre, Sahu başka bir beyaz cüceyi, LAWD’yi gözlemliyor 66, Webb ile. İlk gözlem 2022’de yapıldı. Sapma 2024’te zirveye ulaşıp sonra azaldıkça daha fazla gözlem yapılacak.
“Gaia oyunu gerçekten değiştirdi — Gaia verilerini olayların ne zaman olacağını tahmin etmek için kullanabilmek heyecan verici Olacak ve sonra bunların olduğunu gözlemleyin, ”dedi McGill. “Kütleçekimsel mikromercekleme etkisini ölçmeye devam etmek ve daha birçok yıldız türü için kütle ölçümleri elde etmek istiyoruz.”
1915 tarihli genel görelilik kuramında Einstein, devasa, kompakt bir nesnenin bir arka planın önünden geçtiğinde bunu tahmin etmişti. yıldız, yıldızdan gelen ışık, yerçekimi alanı nedeniyle uzayın bükülmesi nedeniyle ön plandaki nesnenin etrafında bükülürdü.
Bu son Hubble gözleminden tam olarak bir yüzyıl önce, 1919’da, güneye İngilizler tarafından organize edilen iki keşif gezisi Yarımküre, bu mercekleme etkisini ilk olarak 19 Mayıs’ta bir güneş tutulması sırasında tespit etti.Ancak Einstein, gerekli hassasiyet nedeniyle etkinin Güneş Sistemimiz dışındaki yıldızlar için tespit edilebileceği konusunda kötümserdi. McGill, “Ölçümümüz, 1919 güneş tutulmasında ölçülen etkiden 625 kat daha küçük,” dedi.
Daha fazla bilgi
Hubble Uzay Teleskobu, ESA ile NASA arasındaki uluslararası bir işbirliği projesidir.
Bu çalışmadaki uluslararası gökbilimciler ekibi Peter McGill (Cambridge Üniversitesi, Birleşik Krallık; California Santa Cruz Üniversitesi, ABD), Jay Anderson (Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü, ABD), Stefano Casertano’dan (Uzay Teleskobu) oluşmaktadır. Science Institute, ABD), Kailash C. Sahu (Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü, ABD), Pierre Bergeron (Montreal Üniversitesi, Kanada), Simon Blouin (Victoria Üniversitesi, Kanada), Patrick Dufour (Montreal Üniversitesi, Kanada), Leigh C. Smith (Cambridge Üniversitesi, Birleşik Krallık), N. Wyn Evans (Cambridge Üniversitesi, Birleşik Krallık), Vasily Belokurov (Cambridge Üniversitesi, Birleşik Krallık), Richard L. Smart (INAF – Torino Astrofizik Gözlemevi, İtalya), Andrea Bellini (Space Telescope Science Institute, ABD), Annalisa Calamida (Space Telescope S cience Institute, ABD), Martin Dominik (University of St Andrews, UK), Noé Kains (Space Telescope Science Institute, ABD), Jonas Klüter (Louisiana State University, ABD), Martin Bo Nielsen (University of Birmingham, UK; Aarhus Üniversitesi, Danimarka; New York University Abu Dhabi, Birleşik Arap Emirlikleri) ve Joachim Wambsganss (Heidelberg Üniversitesi, Almanya)
.