Астрономы впервые измерили массу звезды по эффекту теории относительности

Ученым впервые удалось напрямую зафиксировать один из эффектов общей теории относительности — искривление лучей вблизи массивного объекта, порожденное гравитацией отдельной далекой звезды. Ранее это явление было измерено только для Солнца. Такой результат позволит независимо измерять массы космических тел. Статья с описанием достижения опубликована в журнале Science.

Общая теория относительности (ОТО) Эйнштейна — это теория гравитации, которая описывает притяжение между объектами посредством искривления четырехмерного пространства-времени. Как следствие, массивные тела отклоняют лучи света, которые всегда движутся по кратчайшим траекториям, причем величина угла преломления в ОТО в два раза больше, чем предсказывает теория гравитации Ньютона. Наблюдение точного положения звезд во время затмения 1919 года стало первым убедительным экспериментальным доказательством правоты Эйнштейна.

Это явление получило название гравитационной линзы и, несмотря на вековой прогресс в технологиях, не было зафиксировано не для Солнца. Причина в том, что эффект для тел звездных масс незначителен (в то время как подобный эффект для галактик и их скоплений хорошо известен) и что необходимо «поймать» ситуацию, когда две звезды находятся почти на одной линии с наблюдателем. Чтобы обнаружить это явление, Кайлаш Чандра Саху с коллегами с помощью космического телескопа Hubble следили за более чем 5000 звездами.

Их поиски увенчались успехом, и в марте 2014 года белый карлик Stein 2051 B оказался в нужном положении, что позволило измерить его массу. Она оказалась равна примерно 0,68 массы Солнца. Полученный астрономами результат важен и как очередное подтверждение общей теории относительности, и как оценка массы белого карлика (наиболее распространенного типа звезд во Вселенной), что необходимо знать для построения точных моделей звездной эволюции. Но главная его ценность в предоставлении принципиально нового и независимого метода оценки масс.