测量恒星精确体重：利用天体之间的引力作用

在遥远的宇宙中，有一些体积庞大的恒星，它们距离地球数万亿公里，但在夜空中却像微小的发光星星一样。这些恒星中，甚至包括了那些进入生命循环末期的白矮星。天文学家们最近的一项研究，为我们揭示了如何精确测量这些数光年之外的恒星质量。

美国安柏瑞德航空大学的工程物理学教授特里・奥斯华尔特指出，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。就像如果一颗卫星环绕木星运行，通过测量行星对卫星轨道的引力效应，我们可以评估出木星的质量。

同样的道理，对于遥远的恒星，科学家们也有办法。利用像美国宇航局开普勒太空望远镜这样的精密仪器，当我们观测到行星环绕恒星运行时，它们之间的引力作用会导致恒星速度的微小变化。这些变化提供了关于恒星质量的重要线索。

当两颗恒星如同双星一般彼此环绕时，多普勒效应能够帮助天文学家测量它们的运动。就像警察的雷达枪工作的原理一样，通过观测天体目标的光谱，我们可以间接地评估恒星的质量。但这一过程的准确性取决于恒星大气层的模型，科学家们对其预测的准确性仍有困难。

最新的技术使得天文学家能够评估包括白矮星、黑洞和流浪行星等天体的质量，即使它们难以通过望远镜直接观测。美国太空望远镜科学研究所的天文学家们负责这项研究，他们成功测量了一颗邻近白矮星Stein 2051 B的质量。这是基于引力对光线产生的影响而实现的。

奥斯华尔特解释道，在爱因斯坦的著名等式E=mc²中，能量和质量是等价的。光线是一种微小的能量，也具有极少的质量，因此也会受到引力的作用。他还指出，当一个遥远恒星周围的物体掠过，由于引力作用，恒星的光线会产生轻微的弯曲。为了观测这一效应，不仅需要精确的观测设备和技术，还需要一个接近完美的观测目标，这种情况非常罕见。

当背景恒星的光线经过白矮星Stein 2051 B时，由于引力微透镜效应的作用，光线方向被弯曲，仿佛白矮星在背景恒星周围制造了一个微小的圈。奥斯华尔特强调说，背景恒星位置的明显偏差直接反映了白矮星Stein 2051 B的质量和引力以及这两颗天体的相对距离和互动关系。这种效应就像一个引力放大镜一样，能够弯曲遥远恒星的光线，使得光线出现闪烁的现象。