Уникальная и экзотическая лаборатория в 6800 световых лет от Земли помогает земным астрономам проверить теорию общей относительности Альберта Эйнштейна способами, невозможными до сих пор. И наблюдения точно соответствуют прогнозам из общей теории относительности, говорят ученые в статье, которая будет опубликована в выпуске журнала от 26 апреля. Наука.
Используя очень большой телескоп ESO вместе с другими радиотелескопами, Джон Антониадис, аспирант Института радиоастрономии им. Макса Планка в Бонне и ведущий автор статьи, говорит, что странная пара звезд служит отличным тестовым примером для физика.
«Я наблюдал за системой с помощью Очень Большого Телескопа ESO и искал изменения в свете, излучаемом белым карликом, вызванном его движением вокруг пульсара», - говорит Антониадис. «Быстрый анализ на месте позволил мне понять, что пульсар был довольно тяжелым. Оно вдвое больше массы Солнца, что делает его самой массивной из известных нам нейтронных звезд, а также превосходной лабораторией фундаментальной физики ».
Странная пара состоит из крошечной и необычайно тяжелой нейтронной звезды, которая вращается 25 раз в секунду. Пульсар, названный PSR J0348 + 0432, является остатком взрыва сверхновой. В два раза тяжелее нашего Солнца, пульсар будет вписываться в пределы столичной области Денвера; это всего 20 километров в поперечнике или около 12 миль. Гравитация на этой странной звезде более чем в 300 миллиардов раз сильнее, чем на Земле. В его центре, где интенсивная гравитация сжимает материю еще теснее, кусок звездных кусочков размером с кусочек сахара будет весить более одного миллиарда тонн. Только три других пульсара вне шаровых скоплений вращаются быстрее и имеют более короткие периоды.
Кроме того, гораздо больший белый карлик, чрезвычайно горячее выгоревшее ядро звезды, похожей на Солнце, вращается вокруг J0348 + 0432 каждые 2,5 часа.
Как следствие, радиоастрономы Райан Линч и его коллеги, открывшие пульсар в 2011 году, поняли, что пара позволит ученым проверить теории гравитации, которые раньше были невозможны. Общая теория относительности Эйнштейна описывает гравитацию как кривизну в пространстве-времени. Как шар для боулинга, укрытый растянутой простыней, пространство-время изгибается и деформируется в присутствии массы и энергии. Теория, опубликованная в 1916 году, выдержала все испытания, поскольку является самым простым объяснением наблюдаемых астрономических явлений. Другие теории гравитации делают разные предсказания, но эти различия проявятся только в чрезвычайно сильных гравитационных полях, не обнаруженных в нашей солнечной системе. J0348 + 0432 предоставил возможность детально изучить теорию Эйнштейна.
Загрузка плеера…
Это видео показывает впечатление художника от экзотического двойного объекта, известного как PSR J0348 + 0432. Эта система излучает гравитационное излучение или рябь в пространстве-времени. Хотя эти волны еще не могут быть обнаружены непосредственно астрономами на Земле, они могут быть обнаружены косвенно, измеряя изменение орбиты системы, когда она теряет энергию. Кредит: ESO / L.Calçada
Команда Антониадиса объединила наблюдения белого карлика с очень большого телескопа Европейской южной обсерватории с точной синхронизацией пульсара с других радиотелескопов, включая телескоп Green Bank в Западной Вирджинии, 100-метровый радиотелескоп Effelsberg в Германии и обсерваторию Аресибо в Пуэрто-Рико. Астрономы предсказывают, что такие близкие двойные импульсы пульсара излучают гравитационные волны и со временем теряют незначительное количество энергии, что приводит к небольшому изменению периода обращения спутника белого карлика. Астрономы обнаружили, что предсказания этого изменения близко соответствовали прогнозам общей теории относительности, в то время как конкурирующие теории были другими.
«Наши радионаблюдения были настолько точными, что мы уже смогли измерить изменение в орбитальном периоде в 8 миллионов долей секунды в год, в точности то, что предсказывает теория Эйнштейна», - говорит Пауло Фрейре, другой член команды, в пресс-релизе.
Источники:
ESO: Эйнштейн был прав - пока
Астрофизический Журнал: Телескоп Green Bank 350 MHz Drift-scan II: Анализ данных и время 10 новых пульсаров, включая релятивистский бинарный
Аспенский центр физики Физическое применение миллисекундных пульсаров, январь 2013 г .: компактный релятивистский двоичный PSR J0348 + 0432
