Αστρονόμοι χρησιμοποιώντας το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble, μέτρησαν, για πρώτη φορά απευθείας, τη μάζα ενός μεμονωμένου λευκού νάνου, του επιζώντος πυρήνα ενός άστρου παρόμοιου με τον Ήλιο.
Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι ο λευκός νάνος διαθέτει το 56% της μάζας του Ήλιου, κάτι που συμφωνεί με προηγούμενες θεωρητικές προβλέψεις της μάζας του και επιβεβαιώνει τις τρέχουσες θεωρίες για το πώς οι λευκοί νάνοι εξελίσσονται ως το τελικό προϊόν της ζωής ενός τυπικού αστεριού.
Μέχρι τώρα, προηγούμενες μετρήσεις μάζας λευκών νάνων βασίζονταν στην παρατήρηση τους σε διπλά συστήματα αστεριών. Παρακολουθώντας την κίνηση δύο αστεριών σε τροχιά μεταξύ τους, η απλή Νευτώνεια Φυσική μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση της μάζας τους. Ωστόσο, αυτές οι μετρήσεις μπορεί να είναι αβέβαιες, εάν το αστέρι σύντροφος του νάνου βρίσκεται σε τροχιά μεγάλης περιόδου εκατοντάδων ή χιλιάδων ετών, καθώς η τροχιακή κίνηση μπορεί να μετρηθεί με τηλεσκόπια μόνο σε ένα σύντομο τμήμα της τροχιακής κίνησης του νάνου.
Για τον λευκό νάνο χωρίς σύντροφο, οι ερευνητές έπρεπε να χρησιμοποιήσουν ένα τέχνασμα, που ονομάζεται βαρυτικός μικροφακός, όπου το φως από ένα μακρινό αστέρι εκτρέπεται ελαφρώς από τη βαρυτική παραμόρφωση του χώρου που προκαλεί το κοντινότερο άστρο. Καθώς ο λευκός νάνος περνούσε μπροστά από το μακρινό αστέρι, ο μικροφακός έκανε το αστέρι να φαίνεται προσωρινά μετατοπισμένο από την πραγματική του θέση στον ουρανό, φαινόμενο που είχε προβλεφθεί από την Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Αϊνστάιν το 1915.
Υπόλειμμα ενός αστεριού που έσβησε πριν από 1 δισεκατομμύριο χρόνια, το LAWD 37 έχει μελετηθεί εκτενώς, καθώς βρίσκεται μόλις 15 έτη φωτός μακριά στον αστερισμό της Μυίας (Musca, Μύγα). Επειδή ο λευκός νάνος είναι σχετικά κοντά μας, έχουμε πολλά δεδομένα και, πληροφορίες για το φάσμα του, αλλά το κομμάτι του παζλ που έλειπε ήταν μια μέτρηση της μάζας του.
Η παρατήρηση οφείλει την επιτυχία της και στις εξαιρετικά ακριβείς μετρήσεις θέσεων σχεδόν δύο δισεκατομμυρίων αστέρων της αποστολής Gaia της ESA. Με βάση τα δεδομένα της, οι αστρονόμοι ήταν σε θέση να προβλέψουν ότι το LAWD 37 θα περνούσε για λίγο μπροστά από ένα μακρινό αστέρι τον Νοέμβριο του 2019.
Έτσι, το Hubble χρησιμοποιήθηκε για να μετρήσει επακριβώς πώς η φαινομενική θέση του μακρινού αστέρα στον ουρανό μετατοπίστηκε προσωρινά κατά τη διάρκεια της διέλευσης του λευκού νάνου, μετατόπιση τόσο μικρή, που αντιστοιχεί στην μέτρηση ενός αυτοκινήτου στη Σελήνη όπως φαίνεται από τη Γη.
Δεδομένου ότι το φως από το μακρινό αστέρι ήταν πολύ αμυδρό, η μεγαλύτερη πρόκληση για τους αστρονόμους ήταν να εξάγουν την εικόνα του από τη λάμψη του λευκού νάνου, ο οποίος είναι 400 φορές φωτεινότερος από το αστέρι, κάτι που είναι δυνατό στο φάσμα του ορατού φωτός μόνο με το Hubble.
Μελλοντικές προβλέψεις τέτοιων φαινομένων, χάρη στις δεδομένα της Gaia, είναι πλέον δυνατές, ενώ οι παρατηρήσεις του τηλεσκοπίου James Webb θα μειώνουν την λάμψη του λευκού νάνου και θα τονίζουν την λάμψη του μακρινού άστρου, λόγω της ευαισθησίας στο υπέρυθρο φάσμα και της διαφορετικής εκπομπής φωτός των αστέρων σε αυτά τα μήκη κύματος.
https://esahubble.org/news/heic2301/
Η δημοσίευση στο Monthly Notices of the Royal Astronomical Society