Einstein azt mondta, lehetetlen, most megcsinálták

Amerikai csillagászoknak sikerült a gyakorlatban megvalósítani, amit Albert Einstein általános relativitáselmélete megjósolt, de maga Einstein úgy ítélte meg, soha nem lesz lehetőségünk megtapasztalni: észlelték egy Napnál távolabbi csillag gravitációs lencsehatását, és a segítségével megmérték egy másik csillag tömegét – írja a Los Angeles Times.

A Science szaklapban megjelent tanulmány igazolta az általános relativitáselméletének egy fontos elemét, pontosabban annak egy speciális esetét. Einstein 1915-ben leírta a gravitációs lencsehatás jelenségét, amelynek a lényege, hogy ha egy csillag fénye egy másik nagy tömegű objektum mellett halad el, annak gravitációja nagyítólencseként koncentrálja és elhajlítja a fényt.

Ezt már 1919-ben megfigyeléssel sikerült igazolni, amikor egy napfogyatkozáskor Sir Arthur Eddington felfedezte, hogy a kitakart Nap koronájának közelében látható csillagok nem ott helyezkednek el, ahol kéne nekik: a Nap gravitációja eltérítette a fényüket. Ezt a jelenséget azóta sikerrel használják távoli jelenségek feltérképezésére, például a közvetlen megfigyeléshez túl halvány galaxisok esetében. Egy változatát, a gravitációs mikrolencse-hatást pedig bolygók keresésénél vetik be, legutóbb például idén áprilisban találtak a segítségével egy Plútónál is hidegebb exobolygót.

Eddig azonban a közeli Napon kívül galaxisok és más nagyobb, komplex objektumok szolgáltak ilyen lencseként, ezek viszont nem adtak túl pontos eredményt. A pontszerű csillagok sokkal jobban funkcionálnának lencseként, ilyet viszont a Napnál távolabbi csillagoknál eddig még nem sikerült megfigyelni.

A Kailash C. Sahu, Jay Anderson, Stefano Casertano, Howard E. Bond, Pierre Bergeron, Edmund P. Nelan, Laurent Pueyo, Thomas M. Brown, Andrea Bellini, Lévay Zoltán, Joshua Sokol, Martin Dominik, Annalisa Calamida, Noé Kains és Mario Livio által megfigyelt lencsehatás

Kailash Sahu, a Baltimore-i Space Telescope Science Institute munkatársa és csapata éppen ilyen, két csillag közötti lencsehatást kerestek. Két csillag fedésbe kerülését viszont jóval nehezebb elkapni, mint két galaxisét, ráadásul a lencsehatás is sokkal kisebb, vagyis nehezebben érzékelhető. A kutatók a Hubble űrtávcsővel kerestek ilyen csillagokat, és végül a Stein 2051 B nevű fehér törpére esett a választásuk, amelyről tudták, hogy el fog haladni egy távolabbi csillag előtt. Még így se volt könnyű dolguk, hogy tudták, hova kell nézniük, mert a távolabbi csillag négyszázszor halványabb volt, mint az azt kitakaró fehér törpe.

Mintha egy szentjánosbogár mozgását akartuk volna megmérni egy villanykörte előtt, 1500 mérföldről

– érzékeltette a feladat nehézségét Sahu.

Einstein-gyűrű és csillagbukfenc

A kutatók egy Einstein-gyűrűt akartak lencsevégre kapni: a lencsehatás olyan esetét, amikor a közelebbi csillag olyan tökéletesen takarja ki a távolabbit, hogy abból csak egy fénygyűrű látszik – mint a teljes napfogyatkozáskor, csak két csillaggal. Einstein 1936-ban  írta le  ezt a jelenséget, de úgy gondolta, hogy a ritkasága és a technikai korlátok miatt "természetesen lehetetlen, hogy közvetlenül megfigyeljük".

Csillagbukfenc

Amikor a fehér törpe egy vonalba került a másik csillaggal, létrejött az Einstein-gyűrű. Mivel azonban a kitakarás nem volt tökéletes, a gyűrű valójában inkább ellipszis alakú lett, amely az egyik oldalán fényesebb volt, mint a másikon. Ezért ahogy a fehér törpe elhaladt, és a gravitációja eltérítette a távolabbi csillag fényét, az ellipszis pozíciója fokozatosan eltolódott, mintha a csillag bukfencet vetett volna a fehér törpe körül. (Maga a csillag persze valójában nem mozdult el.)

A Hubble űrteleszkóp felvételei alapján készült kép a Stein 2051 B jelú fehér törpe elhaladását mutatja egy távoli csillag előtt. A hullámos vonal a Stein 2051 B útját mutatja, és azért hullámos mert a Nap körül keringő Föld mozgása (parallaxisa) a földi megfigyelő számára módosítja az amúgy egyenes vonalú mozgást. A nyolc kis kék négyzet mutatja a fehér törpe megfigyelésének időpontjait (E1-től E8-ig). Az egy év alatt megtörtént tényleges mozgást a fehér nyíl mutatja. A háttérben lévő csillag, aminek bukfencelő mozgását a kutatók megfigyelték “Source” címkével látható a képen, elmozdulása a kép (és a fentebbi animáció) léptékében nem érzékelhető.

Fotó: NASA, ESA, K. Sahu (STScI

Ráadásul annak köszönhetően, hogy a gyűrű ellipszis alakú volt, a kutatóknak sikerült a segítségével közvetlenül megmérni a Stein 2051 B tömegét is, amivel a csillagászok közvetett módszerekkel már évek óta sikertelenül próbálkoztak. Mint kiderült, a Nap tömegének nagyjából kétharmada.

5 könyv
Több mint 600 meghökkentő, érdekes és tanulságos történet!

MEGVESZEM

Kövesse az Indexet Facebookon is!

Követem!