2016 年 7 月和 8 月,天文学家注意到来自盖亚太空观测站。 一颗遥远的星星奇怪地变亮,然后变暗。 几周后,它再次变亮,又再次变暗。
这种奇怪的行为并不是因为这位明星所做的任何事情;而是因为他做了什么。 相反,我们之间有一个看不见的物体的引力,它正在扭曲时空的结构,放大星星的光当它经过时。
现在天文学家已经弄清楚了这个看不见的物体是什么:一颗距离我们 2,544 光年的双星,它是如此昏暗,我们根本看不到它。 然而,根据恒星引力放大光的方式,天文学家能够计算出该系统的质量、距离和轨道。
他们说,这些技术可能是定位银河系中其他隐藏的大质量物体的一种方法,例如估计有数百万颗孤立恒星的质量在那里。
根据一组天文学家的说法,关于该系统性质的重要线索是源物体的反复变亮和变暗。 该活动后来被命名为 Gaia16aye。
“如果你有一个单一的透镜,由单个物体引起,那么亮度只会有一个小而稳定的上升,然后当透镜经过远处光源前面然后移开时,亮度就会平稳下降,”天文学家卢卡斯·维尔兹科夫斯基说来自波兰华沙大学。
“在这种情况下,恒星亮度不仅急剧下降而不是平稳下降,而且几周后它又再次变亮,这是非常不寻常的。在500天的观测中,我们已经看到它变亮和下降了五次”。
这表明存在一个二元物体,可以产生所谓的引力微透镜。 这是爱因斯坦预测的一种效应,当前景物体的引力导致时空弯曲,放大其后面的物体时,就会发生这种效应。
在更大的尺度上,这使我们能够研究远处的物体,但是较小的镜头也很有用。
就 Gaia16aye 而言,微透镜是一个由高倍放大区域组成的复杂网络。 经过这些区域的背景源将迅速变亮,然后随着该区域的移动立即再次变暗。
对 Gaia16aye 微透镜事件中这些模式的仔细研究揭示了一个名为 2MASS19400112+3007533 的双星系统,两颗红矮星的质量分别为太阳质量的 57% 和 36%。 它们每 2.88 个地球年绕一个共同的重心运行。
“我们根本看不到这个双星系统,但仅通过看到它作为背景恒星上的透镜所产生的效果,我们就能够讲述它的一切,”天文学家普热梅克·穆罗兹说,原就职于华沙大学,现就职于加州理工学院。
“我们可以确定系统的旋转周期、其组件的质量、它们的间隔、轨道的形状——基本上一切——而无需看到双星组件的光。”
研究小组希望这些技术能够帮助他们找到孤独的恒星质量黑洞——这是该项目的目标之一。自动化工具在盖亚数据中寻找变亮和变暗的恒星。
目前,我们知道有几十个这样的黑洞。 当它们与周围空间中的物体互动时,我们会发现它们,例如当他们积极地吃星星的时候,或者当他们处于与常规恒星的双星对。
然而迄今为止,独狼休眠黑洞仍然难以捉摸。 但如果我们能找到不可见的红矮星,它们的质量加起来小于太阳,这些技术就可以揭示恒星质量黑洞,人们普遍认为黑洞的下限约为太阳质量的五倍。
“我们的方法让我们能够看到看不见的东西,”维尔兹科夫斯基告诉《波兰科学》杂志。
“我认为今年我们将拥有第一个黑洞。我是一个乐观主义者。”
该研究发表于天文学与天体物理学。