Hubbleův vesmírný dalekohled poprvé přímo změřil hmotnost samostatného bílého trpaslíka

Šlo o tzv. gravitační mikročočku, tedy jev, při kterém je světlo z objektu ohýbáno gravitací jiného objektu. V tomto případě bylo světlo vzdálené hvězdy ohnuto gravitací bílého trpaslíka. Úkaz zapříčinil to, že astronomové zachytili hvězdu na trochu jiném místě, než ve skutečnosti byla. Díky sledování efektu mohli vědci vůbec poprvé přímo změřit hmotnost samotného bílého trpaslíka.

Bílý trpaslík leží v jižním souhvězdí Mouchy 15 světelných let od Země. Je pozůstatkem mrtvé hvězdy, jež se zhroutila před 1,15 miliardami lety. Podobná budoucnost čeká i naše Slunce. Jelikož je trpaslík poměrně blízko k Zemi, dá se dobře zkoumat. Hmotnost je naprosto klíčovou veličinou, která určuje životní dráhu hvězd a teď umožní zpřesnit modely.

Gravitační čočky byly poprvé předpovězeny v obecné teorii relativity známým teoretickým fyzikem Albertem Einsteinem. Potvrzeny byly v roce 1919 pozorováním úplného zatmění Slunce. Pozorování zatmění také potvrdilo obecnou teorii relativity jako takovou. Pro srovnání: efekt ohybu světla u bílého trpaslíka LAWD 37 je 625× nižší.

Tým využil vesmírnou observatoř Evropské vesmírné agentury Gaia mapující hvězdy na obloze a skvělé rozlišovací schopnosti Hubbleova vesmírného dalekohledu, které byly v tomto pozorování opravdu potřebné. Na základě dat z observatoře Gaia byl tým schopen vypočítat, kdy přesně úkaz nastane. Na fotografii se schématem lze vidět trajektorii bílého trpaslíka. Její vlnitý tvar je zapříčiněn paralaxou vznikající při oběhu Země kolem Slunce. 

Efekt gravitační mikročočky nebyl tak na první pohled viditelný jako ve fotografiích některých galaxií z JWST. Velkou výzvou pro vědce bylo i zpracovávání dat, protože bílý trpaslík svým svitem, který byl až 400× jasnější než svit hvězdy, hvězdu přezařoval.

Změřená hmotnost LAWD 37 činila 57 % hmotnosti Slunce, což souhlasilo s předešlými předpoklady. S přesnou hmotností mohou astronomové testovat vztahy mezi hmotností a velikostí bílých trpaslíků. Technika „vážení“ hvězd pomocí gravitační mikročočky se poměrně osvědčila a astronomové ji mají v plánu vyzkoušet na dalších hvězdách.

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] Hubble Space Telescope
[2] University of Cambridge