Questa illustrazione rivela come la gravità di una stella nana bianca deforma lo spazio e piega la luce di una stella lontana dietro di essa. Credito:NASA, ESA, e A. Feild (STScI)
Albert Einstein predisse che ogni volta che la luce di una stella lontana passa accanto a un oggetto più vicino, la gravità agisce come una specie di lente d'ingrandimento, illuminando e piegando la lontana luce delle stelle. Ancora, in un articolo del 1936 sulla rivista Scienza , ha aggiunto che poiché le stelle sono così distanti "non c'è speranza di osservare direttamente questo fenomeno".
Ora, un team di ricerca internazionale diretto da Kailash C. Sahu ha fatto proprio questo, come descritto nel loro 9 giugno, articolo 2017 in Scienza . Si ritiene che lo studio sia il primo rapporto di un particolare tipo di "microlente gravitazionale" di Einstein da parte di una stella diversa dal sole.
In un pezzo di prospettiva correlato in Scienza , dal titolo "Un dono del centenario di Einstein, Terry Oswalt della Embry-Riddle Aeronautical University afferma che la scoperta apre una nuova finestra per comprendere "la storia e l'evoluzione di galassie come la nostra".
Più specificamente, Oswalt aggiunge, "La ricerca di Sahu e colleghi fornisce un nuovo strumento per determinare le masse di oggetti che non possiamo facilmente misurare con altri mezzi. Il team ha determinato la massa di un residuo stellare collassato chiamato nana bianca. Tali oggetti hanno completato il loro flusso di idrogeno- ciclo di vita in fiamme, e così sono i fossili di tutte le precedenti generazioni di stelle nella nostra Galassia, la via Lattea."
Osvaldo, un astronomo e presidente del Dipartimento di Scienze Fisiche a Daytona Beach di Embry-Riddle, campus della Florida, dice oltre, "Einstein ne sarebbe orgoglioso. Una delle sue previsioni chiave ha superato un test osservativo molto rigoroso".
Capire "Anelli di Einstein"
La microlente gravitazionale delle stelle, predetto da Einstein, è stato precedentemente osservato. notoriamente, nel 1919, le misurazioni della luce stellare che si curva intorno a un'eclissi totale di Sole hanno fornito una delle prime prove convincenti della teoria della relatività generale di Einstein - una legge guida della fisica che descrive la gravità come una funzione geometrica sia dello spazio che del tempo, o spaziotempo.
"Quando una stella in primo piano passa esattamente tra noi e una stella sullo sfondo, " Oswalt spiega, "La microlente gravitazionale produce un anello di luce perfettamente circolare, un cosiddetto 'anello di Einstein'".
Gli astronomi hanno effettuato le osservazioni di Hubble della nana bianca, il nucleo bruciato di una stella normale, e la debole stella di sfondo per un periodo di due anni. Hubble osservò la stella morta passare davanti a quella sullo sfondo, deviando la sua luce. Durante lo stretto allineamento, la lontana luce stellare appariva sfalsata di circa 2 milliarcosecondi dalla sua posizione effettiva. Questa deviazione è così piccola che è equivalente all'osservazione di una formica che striscia sulla superficie di un quarto da 1, 500 miglia di distanza. Da questa misura, gli astronomi hanno calcolato che la massa della nana bianca è circa il 68% della massa del sole. Credito:NASA, ESA, e K. Sahu (STScI)
Il gruppo di Sahu ha osservato uno scenario molto più probabile:due oggetti erano leggermente fuori allineamento, e quindi si formò una versione asimmetrica di un anello di Einstein. "L'anello e la sua luminosità erano troppo piccoli per essere misurati, ma la sua asimmetria faceva apparire la stella lontana fuori centro rispetto alla sua vera posizione, Oswalt dice. "Questa parte della previsione di Einstein è chiamata 'lente astrometrica' e la squadra di Sahu è stata la prima ad osservarla in una stella diversa dal Sole".
Sahu, un astronomo dello Space Telescope Science Institute di Baltimora, Maryland, ha sfruttato la risoluzione angolare superiore del telescopio spaziale Hubble (HST). Il team di Sahu ha misurato gli spostamenti nella posizione apparente di una stella distante mentre la sua luce veniva deviata attorno a una nana bianca vicina chiamata Stein 2051 B in otto date tra ottobre 2013 e ottobre 2015. Hanno determinato che Stein 2051 B - la sesta nana bianca più vicina stella al Sole - ha una massa che è circa i due terzi di quella del sole.
"L'idea di base è che l'apparente deflessione della posizione della stella sullo sfondo è direttamente correlata alla massa e alla gravità della nana bianca - e quanto i due si sono avvicinati esattamente all'allineamento, " spiega Oswalt.
Tra gli astronomi, i risultati sono significativi per almeno tre ragioni, secondo Oswalt:
L'apparenza inganna. In questa immagine del telescopio spaziale Hubble, la stella nana bianca Stein 2051B e la stella più piccola sotto di essa sembrano essere vicine. Le stelle, però, risiedono lontano l'uno dall'altro. Stein 2051B è a 17 anni luce dalla Terra; l'altra stella è circa 5, 000 anni luce di distanza. Stein 2051B prende il nome dal suo scopritore, Il sacerdote e astronomo cattolico olandese Johan Stein. Credito:NASA, ESA, e K. Sahu (STScI)
Per l'osservatore medio delle stelle, lui dice, i risultati sono significativi perché "almeno il 97 percento di tutte le stelle che si sono mai formate nella Galassia, compreso il Sole, diventeranno o sono già nane bianche - ci raccontano il nostro futuro, così come la nostra storia».
