Унікальна та екзотична лабораторія, що знаходиться на відстані 80000 світлових років від Землі, допомагає астрономам, що базуються на Землі, перевірити теорію загальної відносності Альберта Ейнштейна способами, недоступними дотепер. І спостереження точно відповідають прогнозам загальної відносності, стверджують вчені у праці, опублікованому у випуску журналу про 26 квітня Наука.
Використовуючи дуже великий телескоп ESO разом з іншими радіотелескопами, Джон Антоніадіс, докторант Інституту радіоастрономії Макса Планка (MPIfR) у Бонні та провідний автор статті, говорить, що химерна пара зірок робить чудовим тестом для фізика.
"Я спостерігав за системою із дуже великим телескопом ESO, шукаючи зміни у світлі, випромінюваному від білого карлика, викликаному його рухом навколо пульсара", - каже Антоніадіс. «Швидкий аналіз на місці дав мені зрозуміти, що пульсар був досить важкою вагою. Це вдвічі більше маси Сонця, що робить його наймасовішою нейтронною зіркою, про яку ми знаємо, а також є чудовою лабораторією фундаментальної фізики ».
Дивна пара складається з крихітної і незвично важкої нейтронної зірки, яка крутиться 25 разів на секунду. Пульсар, названий PSR J0348 + 0432, є залишками вибуху наднової. Удвічі важчий за наше Сонце, пульсар помістився б у межах мегаполісу Денвера; це всього лише 20 кілометрів або близько 12 миль. Гравітація цієї дивної зірки більш ніж у 300 мільярдів разів сильніша, ніж на Землі. У його центрі, де інтенсивна гравітація ще сильніше стискає речовину разом, блок цукрових кубиків розміром із зіркового матеріалу важив би більше мільярда тонн. Лише три пульсари поза кульовими скупченнями крутяться швидше і мають коротший період.
Крім того, набагато більший білий карлик, надзвичайно гаряче, вигоріле серцевина зірки, схожої на Сонце, ковзає навколо J0348 + 0432 кожні 2,5 години.
Як наслідок, радіоастрономи Райан Лінч та його колеги, які відкрили пульсар у 2011 році, зрозуміли, що пара дасть змогу вченим перевірити теорії гравітації, які раніше були неможливі. Загальна теорія відносності Ейнштейна описує гравітацію як кривизну в просторі-часі. Наче куля для боулінгу, розташована на натягнутому простирадлі, просторово згинається і перекосується в присутності маси та енергії. Теорія, опублікована в 1916 р., Витримала всі випробування настільки, що найпростіше пояснення спостережуваних астрономічних явищ. Інші теорії гравітації роблять різні прогнози, але ці відмінності виявляться лише у надзвичайно сильних гравітаційних полях, які не зустрічаються у нашій Сонячній системі. J0348 + 0432 запропонував можливість детально вивчити теорію Ейнштейна.
Завантаження гравця…
Це відео показує враження художника про екзотичний подвійний об'єкт, відомий як PSR J0348 + 0432. Ця система випромінює гравітаційне випромінювання або пульсації в просторі часу. Хоча ці хвилі ще не можуть бути виявлені безпосередньо астрономами на Землі, їх можна виявити опосередковано шляхом вимірювання зміни орбіти системи, оскільки вона втрачає енергію. Кредит: ESO / L.Calçada
Команда Антоніадіса поєднала спостереження за білим карликом з дуже великого телескопа Європейської південної обсерваторії з точним моментом пульсару від інших радіотелескопів, включаючи телескоп Зелений берег у Західній Вірджинії, 100-метровий радіотелескоп Еффельсберга в Німеччині та обсерваторію Аресібо в Пуерто-Рико. Астрономи прогнозують, що такі близькі пульсарні бінарні випромінюють гравітаційні хвилі і втрачають хвилинну кількість енергії, змушуючи орбітальний період супутника білого карлика трохи змінюватися. Астрономи виявили, що передбачення цієї зміни повністю відповідали загальній відносності, тоді як конкуруючі теорії були різними.
"Наші радіоспостереження були настільки точними, що ми вже змогли виміряти зміну орбітального періоду у 8 мільйонів секунди на рік, саме те, що прогнозує теорія Ейнштейна", - заявляє у прес-релізі інший член команди Пауло Фрейр.
Джерела:
ESO: Ейнштейн мав рацію - поки що
Астрофізичний журнал: Телескоп Зеленого банку телескопом 350 МГц Драйф-сканування II: Аналіз даних та час 10 нових пульсарів, включаючи релятивістський двійковий
Аспенський центр фізичного фізичного застосування мільсекундних пульсарів січень 2013: Компактний релятивістський бінарний PSR J0348 + 0432
