Unikaalne ja eksootiline laboratoorium, mis asub Maast 6800 valgusaasta kaugusel, aitab maapõue astronoomidel katsetada Albert Einsteini üldrelatiivsusteooriat viisil, mis seni pole võimalik. Ja teadlased ütlevad, et vaatlused vastavad üldrelatiivsusteooria ennustustele täpselt ajakirjas 26. aprilli numbris avaldatavas artiklis Teadus.
Kasutades ESO väga suurt teleskoopi koos teiste raadioteleskoopidega, ütles Bonnis asuva Max Plancki raadioastronoomia instituudi (MPIfR) doktorant ja paberi juhtiv autor John Antoniadis, et veider tähtedepaar loob suurepärase katsejuhtumi Füüsika.
"Vaatasin süsteemi ESO väga suure teleskoobi abil ja otsisin valge kääbuse tekitatava valguse muutusi, mis tekkisid selle liikumisest pulsaari ümber," räägib Antoniadis. “Kiire kohapealne analüüs pani mind mõistma, et pulsar oli üsna raskekaalu. See on kaks korda suurem kui Päikese mass, muutes selle kõige massiivsemaks neutronitäheks, mida me teame, ja ka suurepäraseks põhifüüsika laboriks. ”
Kummaline paar koosneb pisikesest ja ebatavaliselt raskest neutrontähest, mis pöörleb 25 korda sekundis. Pulsari nimega PSR J0348 + 0432 on supernoova plahvatuse jäänused. Kaks korda raskem kui meie Päike, mahuks pulsar Denveri suurlinna piiridesse; see on kõigest 20 kilomeetrit üle või umbes 12 miili. Selle kummalise tähe gravitatsioon on enam kui 300 miljardit korda tugevam kui Maa peal. Selle keskel, kus intensiivne gravitatsioon surub ainet veelgi tihedamalt kokku, oleks suhkrutükitud suurusega tähetooted rohkem kui miljard tonni. Ainult kolm muud pulbulaari väljaspool kerakujulisi kobaraid keerlevad kiiremini ja neil on lühem periood.
Lisaks piitsutab iga 2,5 tunni tagant J0348 + 0432 ümber palju suurem valge kääbus, Päikese moodi tähe eriti kuum, läbi põlenud tuum.
Seetõttu mõistsid raadioastronoomid Ryan Lynch ja kolleegid, kes avastasid pulsaari 2011. aastal, et paar võimaldab teadlastel katsetada gravitatsiooniteooriaid, mis varem polnud võimalikud. Einsteini üldine relatiivsusteooria kirjeldab gravitatsiooni kui kosmoseaja kumerust. Nagu venitatud voodilinas pesitsev keeglikuul, paindub ja väändub kosmoseaeg massi ja energia juuresolekul. 1916. aastal avaldatud teooria on kõik katsed siiani vastu pidanud, kuna see on vaadeldud astronoomiliste nähtuste lihtsaim selgitus. Teised gravitatsiooniteooriad teevad erinevaid prognoose, kuid need erinevused ilmnevad ainult eriti tugevates gravitatsiooniväljas, mida meie päikesesüsteemis ei leidu. J0348 + 0432 pakkus võimaluse Einsteini teooriat üksikasjalikult uurida.
Mängija laadimine ...
See video näitab kunstniku muljet eksootilisest topeltobjektist, mida tuntakse nimega PSR J0348 + 0432. See süsteem kiirgab kosmoseaja jooksul gravitatsioonikiirgust ehk kortsusid. Ehkki Maa peal ei saa astronoomid neid laineid veel otse tuvastada, saab neid kaudselt tuvastada, mõõtes süsteemi orbiidi muutust, kuna see kaotab energiat. Krediit: ESO / L.Calçada
Antoniadise meeskond ühendas valge kääbuse vaatlused Euroopa Lõuna vaatluskeskuse väga suure teleskoobiga koos teiste raadioteleskoopide, sealhulgas Rohelise Panga teleskoobi Lääne-Virginias, Effelsbergi 100-meetrise raadioteleskoobiga Saksamaal ja Arecibo observatooriumi impulsi täpse ajastamisega. Puerto Ricos. Astronoomid ennustavad, et sellised lähedased pulsaarsed binaarsed kiirgavad gravitatsioonilaineid ja kaotavad aja jooksul minimaalse energiakoguse, põhjustades valge kääbuse kaaslase orbitaalperioodi pisut muutumist. Astronoomid leidsid, et ennustused selle muutuse kohta olid tihedalt kooskõlas üldrelatiivsusteooriaga, samas kui konkureerivad teooriad olid erinevad.
"Meie raadiovaatlused olid nii täpsed, et oleme juba suutnud mõõta orbitaalperioodi muutust 8 miljoni sekundi täpsusega aastas, täpselt seda, mida Einsteini teooria ennustab," nendib teine meeskonna liige Paulo Freire pressiteates.
Allikad:
ESO: Einsteinil oli õigus - siiani
Astrofüüsikaline ajakiri: Rohelise Panga teleskoobi 350 MHz triiv-skaneerimise uuring II: andmete analüüs ja 10 uue impulsi, sealhulgas relativistliku binaari, ajastamine
Millisekundiliste pulsaatorite füüsikalise rakenduse Aspen Center, kohtumine jaanuaris 2013: Kompaktne relativistlik binaarne PSR J0348 + 0432
