天文學家看到一顆恆星扭曲另一顆恆星的光線，而愛因斯坦認為這是我們從未見過的
天文學家有史以來第一次看到一顆遙遠的恆星扭曲了另一顆恆星的光線，使它看起來好像改變了它在天空中的位置。這是一個巨大的發現——因為即使是阿爾伯特·愛因斯坦也不認為這樣的事情是可以觀測到的。既然我們已經證明愛因斯坦是錯的（但也是對的），天文學家希望能發現更多這樣的事件，並利用這些事件進一步瞭解我們宇宙中的恆星。
愛因斯坦在他的廣義相對論中首次預言了引力微透鏡效應。它的工作原理有點像它的聲音：它的重力作用就像一個鏡頭，可以操縱光。基本上，超大質量物體，如恆星和黑洞，會扭曲它們周圍的空間和時間。這種扭曲的時空可以像放大鏡一樣，改變光穿過宇宙的路徑。具體地說，當一顆恆星“光源”沿著我們從地球的視線直接經過另一顆恆星“透鏡”的後面時，微透鏡效應就會發生。來自鏡頭的引力扭曲了光源的光線，使其看起來更明亮，並略微扭曲。
這些事件需要相距甚遠的恆星完美排列。這就是為什麼愛因斯坦曾經寫道“沒有希望直接觀察到這種現象。”我們的望遠鏡技術已經變得比愛因斯坦時代複雜得多——這就是為什麼我們能夠觀察到他認為我們從未見過的東西。2014年，一群天文學家利用美國宇航局的哈勃太空望遠鏡發現了一種罕見的微透鏡現象，當時一顆稠密的白矮星經過數千光年外的另一顆恆星前面。這些恆星並沒有完全對齊，但它們的距離足夠近，白矮星讓人覺得背景恆星在天空中做了一個小迴圈。”“看起來是白矮星把它推開了，”特裡·奧斯沃特，一位安布里·裡德爾航空大學的天文學家，他沒有參與這一發現，但在《科學》雜誌上寫了一篇透視文章，他告訴《邊緣報》當然，事情不是這樣的。看起來就是這樣。”
天文學家還利用背景恆星的表觀運動來測量經過的白矮星的質量，這項新技術在今天發表在《科學》雜誌上的一篇論文中有詳細介紹。他們說這也不是最後一次這樣測量了。現在他們已經找到瞭如何發現這種透鏡事件的方法，他們希望透過即將上線的新型地面和太空望遠鏡可以發現更多的透鏡事件。”“這開闢了一個新的領域，”領導這一發現的太空望遠鏡科學研究所的天文學家Kailash Sahu告訴《邊緣報》以前沒人試過，所以這是一種新技術。它為我們提供了一個非常獨特和直接的測量恆星質量的方法。”
當一個巨大的物體從一個明亮的物體前面經過時，微透鏡效應只是眾多效應中的一種。整個星系被髮現扭曲的光從其他星系之前。有時，一個前景物體甚至可以把背景物體的光分開，形成四個不同的影象，這就是所謂的“愛因斯坦十字架”
微透鏡現象是這種現象的一種特殊型別。在這種情況下，一顆從另一個物體後面經過的恆星被聚焦並放大成比它實際亮得多的東西。在過去20年裡，它在尋找外行星和暗物質方面很受歡迎，因為它可以暫時照亮遙遠的物體，否則看起來很暗。
事實上，愛因斯坦預言，如果兩顆恆星完全對齊，背景恆星就會在前面的恆星周圍出現一個明亮的光環。我們還沒有看到來自太陽系外兩顆恆星的完美光環。但是這個發現是我們所見過的最接近的東西——恆星並沒有完全對齊，所以我們看到了這個奇怪的位置變化。
我們以前只在日食期間見過太陽的這種運動。奧斯瓦特說：“太陽有足夠的引力使背景恆星的光線發生彎曲。”當然，問題是太陽太亮了，即使它們在天上，你也看不到它們旁邊的星星。”因此在1919年的日全食期間，天文學家測量了被月球覆蓋時太陽旁邊星星的位置，並將日食測量值與夜晚星星的位置進行了比較。果然，這些恆星似乎已經改變了它們的位置，表明它們在太陽出現的時候已經扭曲了。
近100年後，沒有人見過一顆恆星像以前那樣改變另一顆恆星的位置。但多年來，薩胡和他的團隊一直在尋找天空中的恆星，這些恆星可能在我們太陽系之外排列並產生這種效應。為了做到這一點，他確定了5000顆星星，它們在夜空中產生了最大的橫掃運動。”如果它們有一個大的空間運動，那麼它們接近另一個背景恆星的可能性很高，”薩胡說。
在做了足夠的預測之後，薩胡和他的團隊確定了大約三個可能導致微透鏡事件的候選人。其中一顆是一顆名為stein2051b的白矮星，它預計將在2014年3月從另一顆恆星前面經過。藉助哈勃望遠鏡，天文學家們在穿越前後多次觀測到了這顆白矮星，捕捉到了背景恆星的相對運動。果然，當白矮星經過時，距離較遠的恆星的位置發生了輕微的變化。”這就像是試圖測量這隻小螢火蟲在一個明亮的燈泡旁邊的四分之一處移動。
但這些微小的相對運動足以告訴研究小組斯坦因2051b到底有多大。到目前為止，計算白矮星的質量一直很困難。這些被認為是死星遺留下來的物體非常小，很難被探測和分析。在這篇論文之前，只有三顆白矮星的質量被精確測量過。天文學家甚至試圖估算stein2051b的質量，但他們認為白矮星的質量非常低，這使得它對這類天體來說相當奇特。微透鏡事件描繪了一個不同的故事：斯坦因2051b的質量似乎相當正常。
薩胡說，用這種方法測量恆星的質量可能比其他技術要精確得多，因為它涉及到觀察一顆恆星對另一顆恆星的影響。很快就會有更多這樣的測量。薩胡確定的另一個候選星是半人馬座近鄰星，它是離我們太陽最近的恆星。研究小組觀察了這顆恆星從背景恆星前面經過，這些觀測結果可能很快就會公佈。
但是有更多的望遠鏡上線，可以用來發現這種現象。智利正在建造的大型天氣觀測望遠鏡最終將提供宇宙的超詳細影象，美國宇航局的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡將能夠比以往任何時候都更深入地觀察太空。所有這些裝置和其他裝置都可以用來預測另一個微透鏡事件何時發生。
“這些調查將測量十億或更多恆星的運動，”奧斯沃特說所以這些事件現在可以預測了。搜尋正在進行。”
- 發表於 2021-05-11 11:19
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