Une image Hubble de l'étoile naine blanche PM I12506+4110E (l'objet brillant, vu en noir sur ce négatif) et son champ qui comprend deux étoiles éloignées PM12-MLC1&2. Les lignes pointillées montrent deux chemins possibles que suivra la naine blanche, avec l'un d'eux passant une étoile suffisamment près pour entraîner un événement de lentille gravitationnelle. Les astronomes ont proposé d'utiliser de tels événements pour déterminer les masses d'objets compacts comme cette naine blanche. Crédit :Harding et al./NASA/HST
Mesurer la masse d'un corps céleste est l'une des tâches les plus difficiles de l'astronomie d'observation. La méthode la plus réussie utilise des systèmes binaires car les paramètres orbitaux du système dépendent des deux masses. Dans le cas des trous noirs, étoiles à neutrons, et des naines blanches, les états finaux de l'évolution stellaire, beaucoup sont des objets isolés, et la plupart d'entre eux sont également très faibles. Par conséquent, les astronomes ne connaissent toujours pas la répartition de leurs masses. Ils sont d'un grand intérêt, cependant, parce qu'ils participent à des événements dramatiques comme l'accrétion de matière et l'émission de rayonnement énergétique, ou dans des fusions qui peuvent entraîner des ondes gravitationnelles, sursauts gamma, ou supernovae de type Ia, qui dépendent tous de la masse d'un objet.
CfA astronomes Alexander Harding, Rosanne Di Stefano, et Claire Baker et trois collègues proposent une nouvelle méthode pour déterminer les masses d'objets compacts isolés :la lentille gravitationnelle. Le trajet d'un faisceau lumineux sera courbé par la présence de masse, un effet calculé par la Relativité Générale. Un corps massif agira comme une lentille pour déformer l'image d'un objet vu derrière lui lorsque les deux sont sur le point d'être alignés le long de notre ligne de mire, et les spécificités des distorsions de l'image dépendront de la masse du corps. Les astronomes décrivent les perspectives de prédiction des événements de lentilles générés par les objets compacts proches lorsque leurs mouvements les emmènent à travers le champ des étoiles d'arrière-plan.
L'équipe estime que la population voisine d'objets compacts contient environ 250 étoiles à neutrons, 5 trous noirs, et environ 35, 000 étoiles naines blanches convenant à cette étude. Connaissant les mouvements généraux des naines blanches dans le ciel, ils obtiennent une estimation statistique d'environ 30 à 50 événements de lentilles par décennie qui pourraient être repérés par Hubble, la mission Gaia de l'ESA, ou le nouveau télescope JWST de la NASA. La prochaine étape de cet effort consiste à utiliser des relevés stellaires en cours comme celui de Gaia pour affiner les positions et les mouvements des corps afin de pouvoir prédire spécifiquement quels objets surveiller pour la lentille.
