Kunstniku illustratsioon objektiivi-tiriseva raami lohistamisest, mis tuleneb pöörlevast valgest kääbast PSR J1141-6545 binaarses tähesüsteemis.
(Pilt: © Mark Myers, ARC gravitatsioonilise laine avastamise tippkeskus (OzGrav))
See, kuidas ruumi ja aja kangas keerleb kosmilises keerises surnud tähe ümber, on kinnitanud veel ühe ennustuse Einsteini üldrelatiivsusteooria, leiab uus uuring.
See ennustus on nähtus, mida tuntakse kaadri lohistamise või objektiivi tirimise efektina. Selles öeldakse, et aeg ja aeg kostuvad massiivse pöörleva keha ümber. Kujutage näiteks ette, et Maa oli sukeldatud mett. Planeedi pöörlemisel keerles selle ümber olev mesi - ja sama kehtib ka aegruumi kohta.
Satelliidi katsed on tuvastatud raami lohistamine pöörleva Maa gravitatsiooniväljas, kuid selle mõju on erakordselt väike ja seetõttu on seda olnud keeruline mõõta. Suuremate masside ja võimsamate gravitatsiooniväljadega objektid, näiteks valged kääbused ja neutrontähed, pakuvad paremaid võimalusi selle nähtuse nägemiseks.
Teadlased keskendusid PSR J1141-6545 - noorele pulsarile, mis on umbes 1,27-kordne päikese mass. Pulsar asub Maast 10 000–25 000 valgusaasta kaugusel Musca tähtkujus (kärbes), mis asub kuulsa Lõuna Risti tähtkuju lähedal.
Pulsar on kiirelt pöörlev neutronitäht, mis kiirgab raadiolaineid mööda selle magnetpoolusi. (Neutronitähed on supernoovadena tuntud katastroofilistes plahvatustes hukkunud tähtede laibad; nende jäänuste gravitatsioon on piisavalt võimas, et purustada prootonid koos elektronidega neutronite moodustamiseks.)
PSR J1141-6545 teeb ringi valge kääbuse, kelle mass on umbes sama kui päikesel. Valged kääbused on surnud tähtede ülisuured Maa suurused südamikud, mis on maha jäetud pärast seda, kui keskmise suurusega tähed on kütuse ammendanud ja välimised kihid maha heitnud. Meie päike jõuab ühel päeval valgeks kääbuseks, nagu ka enam kui 90% kõigist meie galaktika tähtedest.
Pulsar tiirleb valget kääbust vähem kui 5 tunni pikkusel tihedal, kiirel orbiidil, läbides kosmose kiirusega umbes 620 000 miili tunnis (1 miljon km / h), maksimaalne erinevus tähtede vahel on vaevalt suurem kui meie päikese suurus, uurige juhtiv autor Vivek Venkatraman Krishnan, Saksamaa Bonni raadioastronoomia instituudi Max Plancki astrofüüsik, ütles Space.com.
Teadlased mõõtsid Austraalias asuvate Parkesi ja UTMOSTi raadioteleskoopide abil seda, millal pulsar impulsid Maale jõudis täpsusega 100 mikrosekundi jooksul 20 aasta jooksul. See võimaldas neil tuvastada pikaajalise triivi viisil, kuidas pulsar ja valge kääbus üksteist tiirlevad.
Pärast selle triivi muude võimalike põhjuste kõrvaldamist jõudsid teadlased järeldusele, et see oli raami lohistamise tulemus: See, kuidas kiiresti ketrav valge kääbus ruumi-ajale tõmbab, on põhjustanud pulsari orbiidi muutuse aja jooksul oma orientatsiooni aeglaselt. Raami lohistamise taseme põhjal arvutasid teadlased, et valge kääbus keerleb oma teljel umbes 30 korda tunnis.
Varasemad uuringud näitasid, et valge kääbus moodustus selles binaarsüsteemis enne pulsari. Selliste teoreetiliste mudelite üks ennustus on see, et enne pulsari moodustava supernoova tekkimist laskis pulsari eelkäija umbes 16 000 aasta jooksul valgele kääbusele umbes 20 000 Maa massi väärtuses ainet, suurendades selle pöörlemiskiirust.
"Süsteemid nagu PSR J1141-6545, kus pulsar on noorem kui valge kääbus, on üsna haruldased," ütles Venkatraman Krishnan. Uus uuring "kinnitab pikaajalist hüpoteesi selle kohta, kuidas see binaarsüsteem tekkis, mille kohta pakuti välja kaks aastakümmet tagasi."
Teadlased märkisid, et nad kasutasid raami lohistamist, et saada ülevaade pöörleva tähe kohta, mis selle põhjustas. Nende sõnul saavad nad tulevikus kasutada binaarsete neutrontähtede analüüsimiseks sarnast meetodit, et saada rohkem teada nende sisemise koostise kohta ", mis isegi pärast enam kui 50 aastat nende vaatlemist ei ole meil veel käepidet," ütles Venkatraman Ütles Krishnan. "Ainete tihedus neutronitähe sees ületab tublisti laboris saavutatava, seega on selle tehnika kasutamisel neutronitähesüsteemide kahekordistamiseks palju uut füüsikat, mida õppida."
Teadlased täpsustasid nende järeldused Internetis täna (30. jaanuaril) ajakirjas Science.
- Neutronitähe sees (infograafiline)
- Mis on pulsaarid?
- Fotodel: Einsteini 1919. aasta päikesevarjutuse katse testib üldist relatiivsustegurit
