Relativiteti i përgjithshëm i Ajnshtajnit i ka ndihmuar shkencëtarët të analizonin një yll të vdekur

Mikrolenzimi gravitacional i ka lejuar astronomët të bëjnë matjen e parë të drejtpërdrejtë të masës së një xhuxhi të bardhë.

Të enjten, astronomët njoftuan se përdorën Teleskopin Hapësinor Hubble të NASA-s për të matur drejtpërdrejt masën e kufomës së një ylli për herë të parë. Por gjëja kryesore është se ata e bënë atë duke përdorur një efekt kozmik të mprehtë të quajtur mikrolensimi gravitacional, i parashikuar nga teoria e relativitetit të përgjithshëm të Albert Einstein më shumë se një shekull më parë.

Kjo arritje e Hubble shënon herën e parë që një efekt i tillë është përdorur për të matur një yll të vetëm, të izoluar, përveç diellit tonë.

Do të futem pak në mikrolensimin brenda një momenti, por këtu janë disa statistika të shpejta rreth matjeve historike të xhuxhit të bardhë.

Para së gjithash, është quajtur LAWD 37.

Së dyti, ky trup i vetmuar yjor, i cili është bërthama super e nxehtë dhe e mbijetuar e një ylli të djegur, si dielli, duket të jetë 56 % e masës së diellit tonë, sipas vëzhgimeve të Hubble. Ky është një lehtësim, sepse kjo shifër, sipas ekipit hulumtues, pajtohet me parashikimet e mëparshme teorike rreth LAWD 37 dhe forcon shumë nga teoritë tona aktuale rreth strukturës dhe përbërjes së xhuxhit të bardhë. Dhe të kuptuarit e xhuxhëve të bardhë është thelbësore për të kuptuarit tonë të universit.

“Xhuxhët e bardhë na japin të dhëna se si evoluojnë yjet – një ditë ylli ynë do të përfundojë si një xhuxh i bardhë”, Peter McGill, një studiues postdoktoral në UC Santa Cruz dhe autori kryesor i një studimi mbi matjet e publikuara në Monthly Notices of the Royal.

Për shkak se ky xhuxh i bardhë në veçanti është kaq afër nesh në rreth 15 vite dritë larg, shpjegon McGill, ne kemi shumë të dhëna për të. “Por pjesa e munguar e enigmës ka qenë një matje e masës së saj”. Fatmirësisht, megjithatë, ne tani e kemi edhe atë pjesë.

Këtu hyn teoria e Ajnshtajnit.

Çfarë është mikrolensimi gravitacional?

Që nga zanafilla e saj në fillim të viteve 1900, shkencëtarët kanë mbetur absolutisht të magjepsur nga teoria mahnitëse e relativitetit të përgjithshëm të Albert Ajnshtajnit – një ide që bazohet në premisën e çuditshme se hapësira jonë kozmike është e thurur fizikisht së bashku me fijet e prekshme të hapësirës dhe kohës.

Jo vetëm që relativiteti i përgjithshëm ende nuk është hedhur poshtë, pavarësisht dekadave të ekspertëve që përpiqen të gjejnë një zbrazëti, por ai gjithashtu shpjegon disa nga gjërat më të çuditshme që mund të ndodhin në universin tonë. Gjëra të tilla si përplasjet e vrimave të zeza që dërgojnë valë gravitacionale që jehonë nëpër hapësirë ​​dhe koha që kalon ndryshe në orbitën e Tokës sesa në tokën e saj.

Por një nga efektet e preferuara të relativitetit të përgjithshëm të astronomëve është se drita në universin e largët duket se përkulet, rrotullohet dhe deformohet kur udhëton përmes pranisë së pellgjeve të gravitetit ekstrem të krijuara nga objekte masive kompakte si grupimet e galaktikave. Quhet lente gravitacionale  – dhe në një shkallë më të vogël, mikrothjerrëza gravitacionale.

Lentizimi gravitacional është një fenomen i rëndësishëm për astronominë, sepse çdo gjë që lëshon ato rreze të shtrembëruara drite (një yll, për shembull) mund të duket e zmadhuar për një vëzhgues që përndryshe nuk do të ishte në gjendje ta shihte atë. Nga ana tjetër, mund të nxirrni informacione për çfarëdo gjëje që shkakton shtrembërimin e rrezeve të dritës duke punuar prapa.

Dhe kjo e fundit është pikërisht ajo nga e cila përfitoi McGill dhe studiuesit e tjerë.

Si fillim, astronomët përdorën satelitin Gaia të Agjencisë Evropiane të Hapësirës – një pajisje që aktualisht po përpiqet të krijojë një hartë të detajuar të mrekullueshme të galaktikës së Rrugës së Qumështit  – për të kuptuar se ku duhet të shikojë Hubble në kërkim të LAWD 37 gjatë një ngjarjeje të mundshme të mikrolensimit gravitacional.

Pastaj, ata panë se si drita nga një yll në sfond kalonte pas LAWD 37, drita e saj e shtrembëruar nga pika e interesit të Hubble.

Ekipi përfundimisht kuptoi parametrat jetikë se si drita e yllit të sfondit ndryshoi në prani të LAWD 37 dhe, përmes artit të deduksionit, mësoi se çfarë lloji i masës së yjeve do të jepte ndryshime të tilla.

“Saktësia e matjes së masës së LAWD 37 na lejon të testojmë marrëdhënien masë-rreze për xhuxhët e bardhë”, tha McGill. “Kjo nënkupton testimin e vetive të materies në kushtet ekstreme brenda këtij ylli të vdekur”.

Në vitin 1919, vetëm pak vite pasi Ajnshtajni publikoi një punim që përshkruante teorinë e përgjithshme të relativitetit, dy astronomë britanikë përdorën këtë lloj efekti lente për të vëzhguar në mënyrë të ngjashme masën e diellit gjatë një eklipsi diellor. Ky ishte një moment i madh, sepse u konsiderua prova e parë eksperimentale e relativitetit, sipas NASA-s, por mbeti e paqartë në atë kohë nëse dikush do të ishte në gjendje të “thente gravitacionale” përsëri.

“Këto ngjarje janë të rralla dhe efektet janë të vogla”, tha McGill. “Për shembull, madhësia e efektit tonë të matur është si matja e gjatësisë së një makine në Hënë siç shihet nga Toka dhe është 625 herë më e vogël se efekti i matur në eklipsin diellor të vitit 1919”.

Në vazhdim, ekipi dëshiron të vazhdojë të përdorë Gaia-n për të parashikuar se kur ngjarjet e mundshme të mikrolensimit gravitacional mund t’i ndihmojnë ata të marrin sa më shumë matje të masës me yje. Në fakt, hetuesi kryesor i Hubble dhe bashkëautori i studimit Kailash Sahu po punon tashmë për të vëzhguar një tjetër xhuxh të bardhë, të quajtur LAWD 66, me teleskopin hapësinor James Webb të NASA-s.

Duke marrë parasysh se sa i fuqishëm është JWST, mezi presin të shoh nivelin tjetër të mikrolensimit gravitacional të shpaloset.