Unikátní a exotická laboratoř vzdálená asi 6 800 světelných let od Země pomáhá astronomům na Zemi vyzkoušet teorii relativity relativismu Alberta Einsteina způsoby, které dosud nejsou možné. A pozorování přesně odpovídají predikcím obecné relativity, říkají vědci v článku, který má být zveřejněn v čísle 26. dubna časopisu Věda.
John Antoniadis, student doktorského studia na Institutu Maxe Plancka pro rozhlasovou astronomii (MPIfR) v Bonnu a vedoucí autor článku, pomocí velmi velkého dalekohledu ESO, říká, že bizarní dvojice hvězd je vynikajícím příkladem fyzika.
"Sledoval jsem systém pomocí velmi velkého dalekohledu ESO a hledal změny ve světle vyzařovaném z bílého trpaslíka způsobené jeho pohybem kolem pulsaru," říká Antoniadis. "Díky rychlé analýze na místě jsem si uvědomil, že pulsar byl docela těžký." Je to dvojnásobek hmoty Slunce, což z ní dělá nejmasivnější neutronovou hvězdu, kterou známe, a také vynikající laboratoř pro základní fyziku. “
Podivný pár se skládá z malé a neobvykle těžké neutronové hvězdy, která se točí 25krát za sekundu. Pulzar, pojmenovaný PSR J0348 + 0432, je pozůstatkem výbuchu supernovy. Dvakrát tak těžký jako naše Slunce, pulsar zapadl do mezí Denverské metropolitní oblasti; je to jen 20 kilometrů napříč nebo asi 12 mil. Gravitace této podivné hvězdy je více než 300 miliardkrát silnější než na Zemi. Ve středu, kde se na intenzivní gravitaci stlačují ještě pevněji k sobě, by blok hvězdných věcí velikosti cukru měl vážit více než miliardu tun. Pouze tři další pulsary mimo kulové hvězdokupy se točí rychleji a mají kratší periody.
Navíc mnohem větší bílý trpaslík, extrémně horké, spálené jádro hvězdy podobné Slunci, bičuje kolem J0348 + 0432 každých 2,5 hodiny.
V důsledku toho si astronomové Ryan Lynch a kolegové, kteří objevili pulsar v roce 2011, uvědomili, že dvojice umožní vědcům otestovat teorie gravitace, které dříve nebyly možné. Einsteinova obecná teorie relativity popisuje gravitaci jako zakřivení v časoprostoru. Jako bowlingová koule zasazená v natažené prostěradle, prostorové ohyby a osnovy v přítomnosti hmoty a energie. Teorie, publikovaná v roce 1916, vydržela všechny testy, pokud jde o nejjednodušší vysvětlení pozorovaných astronomických jevů. Jiné teorie gravitace dělají různé předpovědi, ale tyto rozdíly by se projevily pouze v extrémně silných gravitačních polích, které se nenacházejí v naší sluneční soustavě. J0348 + 0432 nabídl příležitost podrobně studovat Einsteinovu teorii.
Načítání hráče ...
Toto video ukazuje umělecký dojem exotického dvojitého objektu známého jako PSR J0348 + 0432. Tento systém vyzařuje gravitační záření nebo vlnky v časoprostoru. Ačkoli tyto vlny ještě nemohou být detekovány přímo astronomy na Zemi, mohou být detekovány nepřímo měřením změny na oběžné dráze systému, protože ztrácí energii. Kredit: ESO / L.Calçada
Tým Antoniadise kombinoval pozorování bílého trpaslíka z velmi velkého dalekohledu Evropské jižní observatoře s přesným načasováním pulsaru z jiných rádiových dalekohledů, včetně dalekohledu Green Bank v Západní Virginii, 100 metrového dalekohledu Effelsberg v Německu a observatoře Arecibo v Portoriku. Astronomové předpovídají, že takové blízké pulsární binární soubory vyzařují gravitační vlny a v průběhu času ztrácí nepatrné množství energie, což způsobuje mírnou změnu orbitálního období společníka bílého trpaslíka. Astronomové zjistili, že předpovědi pro tuto změnu úzce odpovídaly předpovědím obecné relativity, zatímco konkurenční teorie byly odlišné.
„Naše rádiová pozorování byla tak přesná, že jsme již dokázali změřit změnu orbitálního období 8 milionů vteřin za rok, přesně to, co Einsteinova teorie předpovídá,“ uvádí Paulo Freire, další člen týmu, v tiskové zprávě.
Zdroje:
ESO: Einstein měl pravdu - zatím
Astrofyzikální deník: Průzkum driftového skenování Green Bank Telescope 350 MHz II: Analýza dat a načasování 10 nových pulzářů, včetně relativistického binárního kódu
Aspenovo centrum fyziky fyzikální aplikace milisekundových pulzů setkání leden 2013: kompaktní relativistický binární PSR J0348 + 0432
