以往白矮星質量的測量是透過觀察雙星系統中白矮星與其伴星的軌道運動,用牛頓物理學來測量質量。但若白矮星的伴星處於數百年或數千年的長周期軌道上,望遠鏡僅能測得其軌道運動的一小部分,將使得測量的結果有所誤差。
此次英國劍橋大學研究團隊使用哈伯望遠鏡首次直接測量了一顆孤立白矮星的質量,利用重力微透鏡看到了來自背景恆星發出的光,因前景白矮星的重力扭曲而略微偏轉,導致恆星看起來暫時偏離了它在天空中的實際位置。研究人員發現這顆白矮星的質量是太陽質量的56%,這與早期對其質量的理論預測一致,並證實了目前關於白矮星如何作為恆星演化最終狀態的理論,此觀測結果將讓我們對白矮星的結構和組成理論有深入的了解。
顯示前景白矮星的重力如何扭曲空間並彎曲來自其後方遙遠恆星的光線。圖片來源:NASA、ESA、A. Feild
這顆白矮星名為LAWD 37,位於蒼蠅座,是一顆10億年前燃燒殆盡的恆星坍塌殘骸,因其距離地球僅15光年,離我們比較近因此被廣泛研究,我們有很多關於它的數據和光譜訊息,但缺少的部分正是它的質量測量。而研究團隊之所以能夠鎖定這顆白矮星,歸功於ESA的蓋亞任務,該任務對近20億顆恆星的位置進行了極其精確的測量。根據多次蓋亞觀測追蹤此恆星的運動,使得天文學家得以預測LAWD 37在2019年11月將短暫地從一顆背景恆星前經過。一旦知道這點,哈伯便可在這幾年內精確測量當白矮星經過的這段期間,背景恆星在天空中的位置是如何暫時偏轉的。而這個偏移量相當的小,其大小就如同我們從地球看月球上汽車的長度般。