Ainutlaatuinen ja eksoottinen laboratorio, joka sijaitsee noin 6800 valovuoden päässä maapallosta, auttaa maapallolla toimivia tähtitieteilijöitä testaamaan Albert Einsteinin teoreettisesta suhteellisuusteoriasta muilla tavoilla kuin tähän mennessä. Tutkijat sanovat, että havainnot vastaavat tarkalleen yleisen suhteellisuusteorian ennusteita lehden 26. huhtikuuta ilmestyvässä lehdessä tiede.
Käyttämällä ESOn erittäin suurta kaukoputkea yhdessä muiden radioteleskooppien kanssa, Bonnissa sijaitsevan Max Planckin radioastronomian instituutin (MPIfR) jatko-opiskelija ja tutkimuksen pääkirjailija John Antoniadis sanoo, että omituinen tähtipari tarjoaa erinomaisen testitapauksen fysiikka.
"Tarkkailin järjestelmää ESO: n erittäin suurella kaukoputkella, etsin muutoksia valkoisen kääpiön lähettämään valoon, joka johtuu sen liikkeestä pulssarin ympärillä", Antoniadis sanoo. ”Nopea paikalla tehtävä analyysi sai minut ymmärtämään, että pulsar oli melko painava. Se on kaksi kertaa enemmän kuin aurinko, joten se on massiivisin neutronitähti, jonka tiedämme, ja myös erinomainen laboratorio perustavanlaatuisen fysiikan kannalta. "
Oudot parit koostuvat pienestä ja epätavallisen voimakkaasta neutronitähdistä, joka pyörii 25 kertaa sekunnissa. Pulsar, nimeltään PSR J0348 + 0432, on supernoovan räjähdyksen jäännökset. Kaksi kertaa raskaampi kuin aurinko, pulsar mahtuisi Denverin pääkaupunkiseudun rajoihin; se on vain 20 km yli tai noin 12 mailia. Tämän omituisen tähden painovoima on yli 300 miljardia kertaa vahvempi kuin maan päällä. Sen keskuksessa, jossa voimakas painovoima puristaa materiaalia vielä tiiviimmin, sokerikuutioinen tähtitavarapaino painoisi yli miljardin tonnin. Vain kolme muuta pulssoria globuurien klusterien ulkopuolella pyörii nopeammin ja on lyhyempiä.
Lisäksi paljon suurempi valkoinen kääpiö, auringonkaltaisen tähden erittäin kuuma, palanut ydin, ruoskii J0348 + 0432: n välein 2,5 tunnin välein.
Seurauksena radioastronomit Ryan Lynch ja kollegat, jotka löysivät pulssarin vuonna 2011, huomasivat parin mahdollistavan tutkijoiden testata painovoiman teorioita, jotka eivät ennen olleet mahdollisia. Einsteinin yleisessä suhteellisuusteoriassa kuvataan painovoima kaarevuutena avaruusajassa. Aika-aika taipuu ja loistuu kuin venytetyssä lakanassa lepäävä keilapallo, massan ja energian läsnä ollessa. Vuonna 1916 julkaistu teoria on kestänyt kaikki testit niin kauan kuin yksinkertaisin selitys havaituille tähtitieteellisille ilmiöille. Muut painovoiman teoriat tekevät erilaisia ennusteita, mutta nämä erot paljastuisivat vain erittäin vahvoissa painovoimakentissä, joita ei löydy aurinkojärjestelmästämme. J0348 + 0432 tarjosi mahdollisuuden tutkia Einsteinin teoriaa yksityiskohtaisesti.
Ladataan pelaajaa ...
Tämä video näyttää taiteilijan vaikutelman eksoottisesta kaksoiskohteesta, joka tunnetaan nimellä PSR J0348 + 0432. Tämä järjestelmä säteilee painovoimaista säteilyä tai väreilyä avaruuden aikana. Vaikka tähtitieteilijät eivät vielä pysty havaitsemaan näitä aaltoja suoraan maapallolla, ne voidaan havaita epäsuorasti mittaamalla järjestelmän kiertoradan muutos, koska se menettää energiaa. Luotto: ESO / L.Calçada
Antoniadiksen ryhmä yhdisti valkoisen kääpiön havainnot Euroopan eteläisen observatorion erittäin suuresta teleskoopista ja tarkan pulssin ajoituksen muista radioteleskoopeista, kuten Green Bank-teleskooppi Länsi-Virginiassa, Effelsberg 100 metrin radioteleskooppi Saksassa ja Arecibo-observatorio. Puerto Ricossa. Tähtitieteilijät ennustavat, että tällaiset läheiset pulsaariset binaarit säteilevät painovoima-aaltoja ja menettävät pienemmät määrät energiaa ajan myötä aiheuttaen valkoisen kääpiöparin kiertoradan vaihtuvan hieman. Tähtitieteilijät havaitsivat, että ennusteet tälle muutokselle vastasivat tiiviisti yleisen suhteellisuussuhteen ennusteita, kun taas kilpailevat teoriat olivat erilaisia.
"Radiohavainnot olivat niin tarkkoja, että olemme jo pystyneet mittaamaan kiertoradalla tapahtuneen muutoksen 8 miljoonan sekunnin sekunnissa vuodessa, juuri sen, mitä Einsteinin teoria ennustaa", toteaa toinen tiimin jäsen Paulo Freire lehdistötiedotteessa.
Lähteet:
ESO: Einstein oli oikeassa - toistaiseksi
Astrophysical Journal: Vihreän pankin teleskoopin 350 MHz: n ajo-skannaustutkimus II: Tietoanalyysi ja 10 uuden pulsaattorin ajoitus, mukaan lukien relativistinen binaari
Millisekunnin pulsaarien fysiikan fysikaalisten sovellusten Aspen-keskus tammikuussa 2013: Kompakti relativistinen binaari PSR J0348 + 0432
