每一个白矮星star
2the密集的恒星的核心对象,仍是一颗恒星燃烧后的气体燃料储备临近结束其生命cycle
2lies量子难题:当白矮星添加质量,他们在规模缩小,直到他们变得小而紧密压实,他们不能维持自己,坍塌成一颗中子星。
白矮星的质量和大小之间的这种令人费解的关系，被称为质量-半径关系，是由诺贝尔奖得主、天体物理学家钱德拉塞卡在20世纪30年代首先提出的理论。现在，约翰·霍普金斯大学的一组天体物理学家已经开发出一种方法来观察这种现象本身，使用的是斯隆数字巡天所收集的天文数据和盖亚空间天文台最近发布的数据集。这些数据集提供了3000多颗白矮星供研究小组研究。
由霍普金斯大学高级研究员Vedant Chandra领导的一份研究报告已经在《天体物理学杂志》上发表，也可以在arXiv网站上找到。
“质量-半径关系是量子力学和引力的惊人结合，但这对我们来说是违反直觉的，我们认为当一个物体获得质量时，它应该变得更大，”指导学生研究人员的物理和天文系副教授Nadia Zakamska说。“这个理论已经存在很长时间了，但值得注意的是，我们使用的数据集的规模和准确性都是前所未有的。”这些测量方法，在某些情况下是多年前发展起来的，突然间变得更好了，这些旧的理论终于可以被探索了。”
该团队通过综合测量得到了他们的结果，主要包括引力红移效应，也就是当光远离一个物体时，波长从蓝色变为红色的变化。这是爱因斯坦广义相对论的直接结果。
“对我来说,这项工作是我们所有的美光学习这些理论将受到重力的影响在学校教科书,但现在我们看到,明星本身的关系,”Hwang第五年的研究生Hsiang-Chih说,首先提出研究和认识到引力红移效应的数据。
该团队还必须解释恒星在空间中的运动如何影响对其引力红移的感知。就像消防车的警报器会根据它的移动而改变音调一样，光的频率也会随着观察者的移动而改变。这被称为多普勒效应，本质上是一种令人分心的“噪音”，使引力红移效应的测量变得复杂，研究的贡献者，四年级研究生程思浩说。
为了解释由多普勒效应引起的变化，研究小组根据半径对白矮星进行了分类。然后，他们平均了类似大小的恒星的红移，有效地确定了无论一颗恒星本身位于何处，或它相对于地球在何处移动，都可以预期它具有一定值的内在引力红移。可以把它想象成在给定时间内对在给定区域内移动的所有消防车的音高进行平均测量
2你可以预期，任何消防车，无论它向哪个方向移动，都有一个平均值的内在音高。
这些内在的引力红移值可以用来研究未来数据集中观测到的恒星。研究人员说，即将到来的更大更精确的数据集将允许进一步微调他们的测量，而这些数据可能有助于未来对白矮星化学成分的分析。
他们还表示，他们的研究代表了从理论到观察到的现象的令人兴奋的进步。
Zakamska说:“因为恒星质量越大，体积就越小，引力红移效应也会随着质量的增加而增大。”这就更容易理解了。从密度小、体积大的物体中脱身要比从质量大、密度大的物体中脱身更容易。这正是我们在数据中看到的。”
这个团队甚至在家里
2为他们的研究找到了忠实的听众，在那里他们在冠状病毒大流行期间进行了研究。
钱德拉说:“我向我的祖父称赞它的方式是，你基本上看到了量子力学和爱因斯坦的广义相对论结合在一起，产生了这个结果。”“当我这么说的时候，他非常激动。”
在科学+技术
标记物理学，天体物理学，物理学和天文学，学生研究
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