借助哈勃空間望遠(yuǎn)鏡敏銳的視力，天文學(xué)家重復(fù)了近一個(gè)世紀(jì)以前，人們對(duì)愛因斯坦廣義相對(duì)論所作的一場(chǎng)檢驗(yàn)。通過觀測(cè)一顆白矮星，即一顆普通恒星燃盡之后的殘骸，對(duì)另一顆更遙遠(yuǎn)恒星的星光產(chǎn)生的偏折作用，哈勃團(tuán)隊(duì)測(cè)量出了這顆白矮星的質(zhì)量。這也是哈勃空間望遠(yuǎn)鏡首次觀測(cè)到由一顆恒星產(chǎn)生的光線偏折效應(yīng)。
1915年，愛因斯坦首次提出廣義相對(duì)論，描述了大質(zhì)量物體如何扭曲空間產(chǎn)生了我們所感受到的引力。4年后，這一理論得到了首次觀測(cè)實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證——當(dāng)時(shí)一支由英國(guó)天文學(xué)家亞瑟·愛丁頓爵士率領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)在日全食期間，測(cè)量了出現(xiàn)在日面邊緣的恒星的星光受到太陽(yáng)引力作用而發(fā)生偏折的幅度，這種效應(yīng)稱為微引力透鏡。
利用這一效應(yīng)，天文學(xué)家可以看見遙遠(yuǎn)的星系被引力透鏡放大的圖像，也可以在更近的距離范圍內(nèi)測(cè)量恒星在天空中視位置的細(xì)微移動(dòng)。然而，科學(xué)家不得不等上一個(gè)世紀(jì)之久，才能夠建造出足夠強(qiáng)大的望遠(yuǎn)鏡，用來檢測(cè)太陽(yáng)系外的單顆恒星所導(dǎo)致的引力扭曲現(xiàn)象。這種現(xiàn)象導(dǎo)致的星光偏折幅度之小，只有視力敏銳的哈勃空間望遠(yuǎn)鏡才能夠測(cè)量出來。
確切來說，哈勃觀測(cè)了白矮星Stein 2051 B從另一顆背景恒星前方經(jīng)過的過程。在這兩顆恒星幾乎要對(duì)齊的時(shí)候，白矮星的引力彎曲了它身后更遠(yuǎn)處那顆恒星的星光，使得后者看起來要比實(shí)際位置偏移了大約2毫角秒。這一偏移幅度非常之小，相當(dāng)于在觀測(cè)2400千米以外一只螞蟻爬過一枚一元硬幣的表面。
根據(jù)對(duì)恒星偏移幅度的測(cè)量，天文學(xué)家計(jì)算出了這顆白矮星的質(zhì)量，大約為太陽(yáng)質(zhì)量的68%。這一結(jié)果與理論預(yù)言相符。
這一技術(shù)開啟了一種測(cè)量恒星質(zhì)量的全新方法。通常來說，如果一顆恒星擁有伴星，天文學(xué)家就能測(cè)量這兩顆恒星相互繞轉(zhuǎn)的軌道運(yùn)動(dòng)，從而測(cè)定那顆恒星的質(zhì)量。盡管Stein 2051 B擁有一顆伴星，是一顆明亮的紅矮星，但天文學(xué)家仍然無(wú)法精確測(cè)量它的質(zhì)量，因?yàn)檫@兩顆恒星間隔太遠(yuǎn)了。兩顆恒星間隔了至少80億千米，幾乎是冥王星到太陽(yáng)當(dāng)前距離的兩倍。
“對(duì)于測(cè)量恒星質(zhì)量來說，微引力透鏡法是一種非常獨(dú)立和直接的方法。”美國(guó)空間望遠(yuǎn)鏡研究所負(fù)責(zé)此項(xiàng)研究的凱拉什?薩胡（Kailash Sahu）解釋說，“就好像把這顆恒星放在了一桿稱上：恒星偏移的幅度就代表了稱桿上的讀數(shù)。”
6月7日，薩胡在得克薩斯州奧斯汀市召開的美國(guó)天文學(xué)會(huì)年會(huì)上公布了他們團(tuán)隊(duì)的這些發(fā)現(xiàn)。
哈勃的分析還幫助天文學(xué)家獨(dú)立驗(yàn)證了通過白矮星質(zhì)量來確定它半徑的理論，這個(gè)想法最早是由印度裔美國(guó)天文學(xué)家蘇布拉馬尼安·錢德拉塞卡（Subrahmanyan Chandrasekhar）在1935年提出的。團(tuán)隊(duì)成員、美國(guó)賓夕法尼亞州立大學(xué)的霍華德?邦德（Howard Bond）說，“我們的測(cè)量與白矮星理論符合得很好，甚至向我們透露了白矮星的內(nèi)部構(gòu)成。”
薩胡的團(tuán)隊(duì)對(duì)一張鄰近恒星星表進(jìn)行了梳理，其中記錄的5000多顆恒星，看起來都在天空中快速移動(dòng)。正是從這些數(shù)據(jù)中，研究團(tuán)隊(duì)圈定了Stein 2051 B和它的背景恒星。看上去在天空中快速移動(dòng)的這些恒星，從另一顆遙遠(yuǎn)的背景恒星前面經(jīng)過的可能性更大，只有這樣天文學(xué)家才有機(jī)會(huì)去測(cè)量星光的偏折。
在圈定了Stein 2051 B這顆白矮星，并測(cè)繪了它周圍背景恒星的位置之后，這些研究者利用哈勃望遠(yuǎn)鏡上的第三代廣域相機(jī)，在長(zhǎng)達(dá)2年的時(shí)間段內(nèi)，對(duì)這顆白矮星進(jìn)行了7次不同的觀測(cè)，記錄了它從選定的背景恒星前方經(jīng)過的全過程。
哈勃的這項(xiàng)觀測(cè)難度極大，耗時(shí)也長(zhǎng)。研究團(tuán)隊(duì)不得不分析白矮星的速度和運(yùn)動(dòng)方向，預(yù)言它會(huì)在什么時(shí)候抵達(dá)偏折星光的位置，以便天文學(xué)家能夠使用哈勃望遠(yuǎn)鏡來觀測(cè)這一現(xiàn)象。
天文學(xué)家還必須測(cè)量星光偏移的確切幅度。“Stein 2051 B要比那顆遙遠(yuǎn)的背景恒星亮400倍，”團(tuán)隊(duì)成員、空間望遠(yuǎn)鏡研究所的杰伊?安德森（Jay Anderson）說，“因此，測(cè)量這么小的偏移幅度，就類似于想要看清在一個(gè)大燈泡旁邊飛舞的一只螢火蟲。螢火蟲的移動(dòng)非常細(xì)微，而大燈泡的光芒卻讓我們難以看清它的移動(dòng)。”事實(shí)上，與1919年愛丁頓所作的那次觀測(cè)相比，背景恒星的偏移幅度大約是當(dāng)時(shí)的1/1000。
Stein 2051 B得名于它的發(fā)現(xiàn)者——荷蘭天主教牧師兼天文學(xué)家約翰?斯特恩（Johan Stein）。它距離地球17光年，年齡估計(jì)為27億年。那顆背景恒星距離地球大約5000光年。
這些科學(xué)家還計(jì)劃用哈勃望遠(yuǎn)鏡，對(duì)離我們太陽(yáng)系最近的半人馬座比鄰星，展開類似的微引力透鏡研究。
詳細(xì)描述這些結(jié)果的研究論文，將發(fā)表在6月9日出版的《科學(xué)》雜志上。（編輯：Steed）
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