测量恒星精确体重：利用天体之间的引力作用

凝视夜空，那些闪烁的星星中，有些庞大的恒星距离地球数万亿公里之遥。这些恒星在宇宙中虽然体积巨大，但从地球的角度看，它们只是微小的光点。最新的研究让天文学家们能够精准地测量邻近白矮星的质量。白矮星是步入生命末期的恒星，那么，科学家是如何隔着光年的距离，精确测量这些遥远恒星的质量呢？

美国安柏瑞德航空大学的工程物理学教授特里・奥斯华尔特为我们揭示了答案：“测量恒星、行星和星系质量的唯一方法是通过它们与其他天体之间的引力影响。”他在评论最新研究报告时指出。这项研究报告发表在近期的《科学》杂志上。

想象一下，如果一颗卫星围绕木星旋转，我们可以通过测量行星对卫星的引力效应来估算木星的质量。同样的原理也适用于恒星。美国宇航局的开普勒太空望远镜等精密仪器，能够探测到行星环绕恒星运行时对恒星的引力牵引，通过测量恒星速度的微小变化，可以间接了解恒星的质量。

奥斯华尔特进一步解释，当两颗恒星像双星一样彼此环绕时，天文学家可以利用多普勒效应来测量它们的运动。这种效应与警察使用的雷达枪类似。通过对光谱的研究，我们可以间接评估恒星的质量，但这需要大量的恒星大气层模型预测，因此存在不确定性。

最新的技术让天文学家不仅能评估恒星的质量，还能研究其他难以观测的天体，如本质昏暗的白矮星、神秘的黑洞和流浪行星。美国太空望远镜科学研究所的天文学家负责这项研究，他们展示了如何测量邻近白矮星Stein 2051 B的质量，这项技术依赖于引力对光线的影响。

奥斯华尔特说：“在著名的E=mc^2公式中，能量和质量是等价的。光线是能量的表现形式，同时也具有极少的质量，因此也会受到引力的影响。”他补充说，爱因斯坦的预测表明，遥远恒星周围的天体掠过时，受天体引力牵引，恒星的光线会产生轻微弯曲。为了观测这一效应，需要有近乎完美的精确度，这种情况相当罕见。

当背景恒星的光线掠过白矮星Stein 2051 B时，光线方向被弯曲，仿佛光线来自不同的方向。这造成了一个奇特的现象：白矮星似乎在背景恒星周围缓慢移动，制造出一个微小的圆圈。奥斯华尔特强调说，背景恒星位置的明显偏差直接表明了白矮星Stein 2051 B的质量和引力以及这两颗天体的紧密程度。这种效应被称为“引力微透镜效应”，它就像一个放大镜，对遥远天体的引力扭曲了恒星的光线，导致光线闪烁。