• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Hur man väger stjärnor med gravitationslinser

    Bild från PAN-STARRS-teleskopet på Hawaii från början av 2011 med förgrundsstjärnan Ross 322 (blå fyrkant) och bakgrundsstjärnan (i mitten av den gröna cirkeln) som kommer att passeras av Ross 322 under de närmaste veckorna. Till sommaren 2015, Ross 322 hade flyttat till positionen för den blå triangeln (mätt av Gaia). Sedan dess, den har rört sig längs den blå-röda linjen och är för närvarande nära bakgrundsstjärnans position. Kredit:Astronomi och astrofysik

    Astronomi &Astrofysik publicerar förutsägelserna om passagerna av förgrundsstjärnor framför bakgrundsstjärnor. Ett team av astronomer, med ultraexakta mätningar från Gaia-satelliten, har exakt förutspått två passager under de kommande månaderna. Varje händelse kommer att producera förskjutningar i bakgrundsstjärnans position på grund av ljusets avböjning av gravitationen, och kommer att tillåta mätning av massan av förgrundsstjärnan, vilket är extremt svårt att avgöra på annat sätt.

    Varje stjärna i Vintergatan är i rörelse. Men på grund av avstånden deras positionsförändringar, de så kallade propermotionerna, är mycket små och kan endast mätas med stora teleskop under långa tidsperioder. I mycket sällsynta fall, en förgrundsstjärna passerar en stjärna i bakgrunden, i närheten sett från jorden. Ljus från denna bakgrundsstjärna måste passera gravitationsfältet för förgrundsstjärnan där, istället för att följa raka vägar, ljusstrålarna är böjda. Det här är som en lins, förutom här orsakas avvikelsen av rums- och tidsförvrängning runt en massiv kropp. Denna effekt var en av hörnstensförutsägelserna i Einsteins allmänna relativitetsteori och har verifierats i solsystemtester i årtionden. Denna förvrängning av ljuset från förgrundsstjärnan kallas gravitationslinsning:bakgrundsstjärnans ljus avviks eller fokuseras till en mindre vinkel, och stjärnan ser ljusare ut. Den huvudsakliga effekten är förändringen i stjärnans skenbara position på himlen eftersom avvikelsen förskjuter ljusets centrum i förhållande till andra mer avlägsna stjärnor. Båda dessa effekter beror bara på en sak, linskroppens massa, i det här fallet för förgrundsstjärnan. Således, gravitationslinser är en metod för att väga stjärnor. Faktiskt, att mäta massan av stjärnor som inte ingår i en dubbelstjärna är annars extremt svårt att göra.

    Tidigare, svårigheten med denna metod var att kunna förutsäga stjärnornas rörelser med tillräckligt hög precision. Den spektakulära datamängden med bokstavligen miljarder stjärnpositioner och egenrörelser som nyligen publicerades som Gaia Data Release 2 av ESA Gaia-konsortiet har gjort denna forskning möjlig. Dessa data användes av Jonas Klüter, som gör en Ph.D. vid Heidelbergs universitet, att söka efter så nära passager av stjärnor. Av de många nära möten som kommer att hända under de kommande 50 åren, två passager pågår just nu:de närmaste vinkelseparationerna kommer att nås under de närmaste veckorna med mätbara effekter på bakgrundsstjärnornas positioner. Namnen på dessa två förgrundsstjärnor är Luyten 143-23 och Ross 322; de rör sig över himlen med skenbara hastigheter på cirka 1, 600 och 1, 400 millibågsekunder per år, respektive. De närmaste vinkelseparationerna mellan förgrunds- och bakgrundsstjärnor kommer att inträffa i juli och augusti 2018, respektive, när bakgrundsstjärnornas skenbara positioner kommer att förskjutas, på grund av den astrometriska mikrolinseffekten, med 1,7 och 0,8 millibågsekunder. En millibågesekund motsvarar den vinkel under vilken en människa som ligger på månens yta skulle ses. Det är en utmanande uppgift, men med de bästa teleskopen på jorden, dessa förskjutningar av stjärnpositioner är mätbara.

    När Ross 322 passerar bakgrundsstjärnan, dess förväntade spår (tunna gröna linjen) kommer att påverkas och modifieras av gravitationslinser. De karakteristiska positionsförändringarna som produceras av gravitationslinseffekten visas som en tjock blå-tunn röd linje; de svarta prickarna markerar vissa datum. Det största skiftet mellan den faktiska positionen (blå-röd linje) och den oberörda positionen (grön linje) förväntas i början av augusti 2018. Kredit:Astronomy &Astrophysics




    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com