Уникална и екзотична лаборатория на около 6 800 светлинни години от Земята помага на астрономите, базирани на Земята, да тестват теорията за общата относителност на Алберт Айнщайн по начини, които не са възможни досега. И наблюденията точно съответстват на прогнозите от общата относителност, твърдят учените в документ, публикуван в броя на списанието от 26 април наука.
Използвайки много големия телескоп на ESO заедно с други радиотелескопи, Джон Антониадис, докторант от Института за радиоастрономия Макс Планк (MPIfR) в Бон и водещ автор на статията, казва, че причудливата двойка звезди прави отличен тест за физика.
„Наблюдавах системата с много голям телескоп на ESO, търсейки промени в светлината, излъчвана от бялото джудже, причинена от движението му около пулсара“, казва Антониадис. „Един бърз анализ на място ме накара да разбера, че пулсарът е доста тежък. Тя е два пъти по-голяма от масата на Слънцето, което го прави най-масивната неутронна звезда, за която знаем, и също така е отлична лаборатория за фундаментална физика. “
Странната двойка се състои от мъничка и необичайно тежка неутронна звезда, която се върти 25 пъти в секунда. Пулсарът, наречен PSR J0348 + 0432, е останките от експлозия на свръхнова. Два пъти по-тежък от нашето Слънце, пулсарът би се побрал в границите на столичния район Денвър; е само 20 километра или около 12 мили Гравитацията върху тази странна звезда е повече от 300 милиарда пъти по-силна, отколкото на Земята. В центъра му, където интензивната гравитация стиска материята още по-плътно заедно, блок с размерите на захар в размер на звездни неща ще тежи повече от един милиард тона. Само три други пулсара извън кълбовидните клъстери се въртят по-бързо и имат по-кратки периоди.
В допълнение, много по-голямо бяло джудже, изключително горещото ядро, изгоряло ядро на слънцеподобна звезда, камшика около J0348 + 0432 на всеки 2,5 часа.
В резултат на това радиоастрономите Райън Линч и колегите му, които откриха пулсара през 2011 г., разбраха, че двойката ще даде възможност на учените да тестват теории за гравитацията, които преди това не бяха възможни. Общата теория на относителността на Айнщайн описва гравитацията като кривина в космическото време. Подобно на топка за боулинг, сгушена в опънат чаршаф, космическото време се огъва и извива в присъствието на маса и енергия. Теорията, публикувана през 1916 г., издържа на всички тестове досега като най-простото обяснение за наблюдаваните астрономически явления. Други теории за гравитацията правят различни прогнози, но тези различия ще се разкрият само в изключително силни гравитационни полета, които не се намират в нашата Слънчева система. J0348 + 0432 предложи възможност да се изучи подробно теорията на Айнщайн.
Играчът се зарежда ...
Това видео показва впечатление на художник от екзотичния двоен обект, известен като PSR J0348 + 0432. Тази система излъчва гравитационно лъчение или пулсации в космическото време. Въпреки че тези вълни все още не могат да бъдат открити директно от астрономите на Земята, те могат да бъдат открити индиректно чрез измерване на промяната в орбитата на системата, тъй като тя губи енергия. Кредит: ESO / L.Calçada
Екипът на Антониадис комбинира наблюденията на бялото джудже от много големия телескоп на Европейската южна обсерватория с точното време на пулсара от други радиотелескопи, включително телескопа Зелена банка в Западна Вирджиния, 100-метровия радиотелескоп Effelsberg в Германия и обсерваторията Arecibo в Пуерто Рико. Астрономите прогнозират, че такива близки пулсарни бинари излъчват гравитационни вълни и губят минутни количества енергия с течение на времето, което води до промяна на орбиталния период на белия джудже. Астрономите откриха, че прогнозите за тази промяна съвпадат с тези на общата относителност, докато конкуриращите се теории са различни.
„Нашите радио наблюдения бяха толкова прецизни, че вече успяхме да измерим промяна в орбиталния период от 8 милионни секунди на година, точно това, което прогнозира теорията на Айнщайн“, заявява в прессъобщението Паул Фрейър, друг член на екипа.
Източници:
ЕСО: Айнщайн беше прав - засега
Astrophysical Journal: Зеленият банков телескоп 350 MHz Drift-scan Survey II: Анализ на данните и времето на 10 нови пулсара, включително релативистичен двоичен
Аспен център за физическо физическо приложение на милисекундни пулсари януари 2013: Компактният релативистки двоичен PSR J0348 + 0432
