Måling af hvide dværgmasser med gravitationslinser

At måle massen af ​​et himmellegeme er en af ​​de mest udfordrende opgaver inden for observationsastronomi. Den mest succesrige metode bruger binære systemer, fordi systemets orbitale parametre afhænger af de to masser. I tilfælde af sorte huller, neutronstjerner, og hvide dværge, slutstaterne for stjernernes udvikling, mange er isolerede objekter, og de fleste af dem er også meget svage. Som resultat, astronomer kender stadig ikke fordelingen af ​​deres masser. De har stor interesse, imidlertid, fordi de deltager i dramatiske begivenheder som ophobning af materiale og emission af energisk stråling, eller i fusioner, der kan resultere i gravitationsbølger, gammastråleudbrud, eller Type Ia supernovaer, som alle afhænger af et objekts masse.

CfA astronomer Alexander Harding, Rosanne Di Stefano, og Claire Baker og tre kolleger foreslår en ny metode til bestemmelse af masserne af isolerede kompakte objekter:gravitationslinse. En lysstråles vej vil blive bøjet af tilstedeværelsen af ​​masse, en effekt beregnet af generel relativitet. En massiv krop vil fungere som en linse for at forvrænge billedet af et objekt set bag det, når de to er tæt på at blive justeret langs vores synsfelt, og de særlige forhold ved billedforvrængningerne vil afhænge af kroppens masse. Astronomerne beskriver mulighederne for at forudsige linsebegivenheder genereret af nærliggende kompakte objekter, når deres bevægelser fører dem hen over baggrundsstjernernes felt.

Holdet vurderer, at den nærliggende befolkning af kompakte objekter indeholder omkring 250 neutronstjerner, 5 sorte huller, og omkring 35, 000 hvide dværgstjerner egnet til denne undersøgelse. At kende de hvide dværges generelle bevægelser hen over himlen, de opnår et statistisk estimat på omkring 30-50 linsebegivenheder pr. årti, som kunne ses af Hubble, ESAs Gaia -mission, eller NASAs nye JWST-teleskop. Det næste trin i denne indsats er at bruge igangværende stjerneundersøgelser som Gaia til at forfine kroppens positioner og bevægelser for at kunne forudsige specifikt, hvilke objekter der skal overvåges for linse.