kozmos.hr
Svemir

Znanstvenici napokon ‘izvagali’ bijelog patuljka

Bijeli patuljak. Izvor: Wikimedia commons.
autor
objavljeno

Zahvaljujući teleskopu Hubble NASA-ini znanstvenici po prvi su put izmjerili masu bijelog patuljka čime je produbljeno naše razumijevanje umiranja zvijezda.

‘Vaganje’ zvijezde

Astronomi su konačno ‘izvagali’ izoliranog bijelog patuljka – tj. smežuranu ljusku mrtve zvijezde – koristeći čudan fenomen koji je Einsteinova teorija relativnosti predvidjela prije nekoliko desetljeća. Nalazi potvrđuju predviđanja astronoma o tome koliko bijeli patuljci mogu biti masivni i mogu pomoći u objašnjenju čudne, ultra-guste, materije od kojih su sastavljeni.

U novoj studiji astronomi su koristili svemirski teleskop Hubble za mjerenje mase samostalnog bijelog patuljka nazvanog LAWD 37. Iako su astronomi ‘vagali’ bijele patuljke u binarnim zvjezdanim sustavima – sustavima u kojima dvije zvijezde kruže oko zajedničkog središta mase – LAWD 37 je prvi bijeli patuljak koji su ‘izvagali’ u izolaciji.

Einsteinova pomoć

Istraživački tim u svojim promatranjima upotrijebio je neobično svojstvo svemira kako bi napravio ovo pionirsko mjerenje – činjenicu da gravitacija iskrivljuje prostor-vrijeme. Dok je LAWD 37 prolazio ispred daleke sjajne zvijezde, svjetlost pozadinske zvijezde savijala se oko obližnjeg bijelog patuljka u procesu poznatom kao gravitacijska leća, koje je izvorno predvidio Albert Einstein. Kada je LAWD 37 izobličio svjetlost zvijezde, činilo se da se zvijezda vrlo malo pomaknula na nebu – no ovu malu promjenu Hubble može otkriti s nevjerojatnom preciznošću.

Umjetnički prikaz koji ilustrira kako gravitacija zvijezde bijelog patuljka u prvom planu iskrivljuje prostor i savija svjetlost daleke zvijezde iza sebe (©NASA et al).
Umjetnički prikaz koji ilustrira kako gravitacija zvijezde bijelog patuljka u prvom planu iskrivljuje prostor i savija svjetlost daleke zvijezde iza sebe (©NASA et al).

„Ovi su događaji rijetki, a učinci su maleni. Na primjer, veličina našeg izmjerenog pomaka je poput mjerenja duljine automobila na Mjesecu gledano sa Zemlje,“ pojasnili su NASA-ini dužnosnici u izjavi te dodali kako su zato za ovo iznimno precizno mjerenje Hubbleu bile potrebne godine promatranja.

Grafika koja prikazuje putanju bijelog patuljka LAWD 37 ispred daleke zvijezde što je uzrokovalo iskrivljavanje svjetlost u fenomenu poznatom kao 'gravitacijska leća' (©NASA/ESA et al).
Grafika koja prikazuje putanju bijelog patuljka LAWD 37 ispred daleke zvijezde što je uzrokovalo iskrivljavanje svjetlost u fenomenu poznatom kao ‘gravitacijska leća’ (©NASA/ESA et al).

Bijeli patuljci

Mnoge zvijezde ne završavaju praskom. Umjesto toga, polako se šire i blijede, gubeći svoje vanjske slojeve i ostavljajući za sobom mrtve jezgre – znanstvenici predviđaju da ista sudbina čeka i naše Sunce. Ovi ostaci, poznati kao bijeli patuljci, napravljeni su od degenerirane materije, čudne vrste ultra-komprimiranog plina na čijem razumijevanju znanstvenici još uvijek rade.

Smješten samo 15 svjetlosnih godina od Zemlje, LAWD 37 je već godinama popularna ‘meta’ astronomskim promatranja. U novom istraživanju autori studije koristili su podatke o pozicioniranju iz ESA-ine misije Gaia kako bi predvidjeli kada će LAWD 37 proći ispred daleke zvijezde.

Tim je izračunao da je bijeli patuljak mase približno 56% mase našeg Sunca, što se slaže s postojećim modelima i predviđanjima o tome što se događa unutar ovih čudnih zvjezdanih ostataka. Ovo mjerenje mase jedno je od, nadajmo se, još mnogih koji će doći – pogotovo sada kada imamo i novi moćni alat u vidu teleskopa James Webb. Tim već promatra još jednog bijelog patuljka, LAWD 66, i nastavit će ga promatrati dok ne budu imali dovoljno informacija za mjerenje njegove mase 2024. godine.

Istraživači mapiraju kretanje bijelih patuljaka u Mliječnoj stazi

Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram

t.me/kozmoshr

Izvori:

Peter McGill et al., „First semi-empirical test of the white dwarf mass–radius relationship using a single white dwarf via astrometric microlensing,“ Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2022).

Andrea Gianopoulos (2. veljače 2023.), „For the First Time Hubble Directly Measures Mass of a Lone White Dwarf,“ nasa.gov (pristup 8. veljače 2023).

Briley Lewis (7. veljače 2022.), „NASA scientists ‘weigh’ a white dwarf for the first time using a space-time trick predicted by Einstein,“ livescience.com (pristup 8. veljače 2023).

 

Pratite Kozmos na Google Vijestima.