Voor het eerst is de massa van een enkele witte dwerg gemeten met het zwaartekrachtlenseffect

Sterrenkundigen zijn er voor het eerst in geslaagd om van een andere ster dan de zon de massa te meten met behulp van het zwaartekrachtlenseffect, nou ja eigenlijk is het een variant ervan, het zwaartekracht-microlenseffect. Met behulp van twee telescopen heeft een team van sterrenkundigen onder leiding van Peter McGil (Universiteit van Cambridge) de witte dwergster LAWD 37 (LP 145-141) bekeken en gezien hoe deze witte dwerg door zijn massa het licht van twee erachter liggende sterren verboog. Dat massa de ruimte kan verbuigen en daarmee ook de lichtbanen die door de ruimte gaan weten we al meer dan honderd jaar sinds Einstein het voorspelde op grond van zijn Algemene Relativiteitstheorie uit 1915. In 1919 was Eddington de eerste die dit effect kon meten en wel bij de zon, toen er een zonsverduistering plaatsvond en door de verduistering sterren vlakbij de zonsrand zichtbaar werden, waarvan de positie kon worden gemeten. In 2017 werd hetzelfde effect al eens gemeten bij Stein 2051 b, een witte dwerg in een dubbelstersysteem. Maar nu is het voor het eerst bij een geïsoleerde witte dwerg gedaan, LAWD 37 dus, en het is ook voor het eerst dat ze dankzij de meting de massa van een enkele witte dwerg hebben kunnen meten.

LAWD 37 is een witte dwerg op slechts 15 lichtjaar afstand – astronomisch gesproken in onze achtertuin – in het zuidelijke sterrenbeeld Vlieg (Musca). Het was ooit een ster zoals de zon, maar 1,15 miljard jaar geleden blies hij z’n buitenlagen weg en bleef er van de kern een compact object over ter grootte van de aarde, voornamelijk bestaande uit ‘gedegenereerde elektronen’. Dankzij de Europese Gaia satelliet was men in staat om de baan van de dwergster aan de hemel nauwkeurig te bepalen en daarmee te voorspellen dat LAWD 37 in november 2019 zeer dicht langs een ster op de achtergrond zou vliegen, jawel precies honderd jaar na de waarneming van Eddington. Met de Hubble ruimtetelescoop heeft men die gebeurtenis nauwkeurig kunnen waarnemen en dat is gelukt! Dat was een knappe prestatie, want door de afstand van de witte dwerg was het te meten effect 625 keer zo klein als wat Eddington in 1919 bij de zon mat. Hewt was alsof je op aarde de lengte moest meten van een auto die op de maan staat. Hubble was daar gelukkig toe in staat en de uitkomst was dat LAWD 37 een massa heeft van 56% van die van de zon. Die massa komt overeen met eerdere metingen aan de massa van de dwergster en het is ook in overeenstemming met theorieën van dwergsterren.

Meer informatie vind je in het vakartikel van Peter McGill et al, First semi-empirical test of the white dwarf mass–radius relationship using a single white dwarf via astrometric microlensing, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2022).

Bron: Universiteit van Cambridge.