Menininko iliustracija apie „Lense-Thirring“ rėmo tempimą, atsirandantį dėl besisukančios baltosios nykštukės dvejetainėje žvaigždžių sistemoje PSR J1141-6545.
(Vaizdas: © Markas Myersas, ARC kompetencijos centras gravitacinių bangų atradimui („OzGrav“))
Tai, kaip erdvės ir laiko audinys sukasi kosminiame sūkuryje aplink negyvą žvaigždę, patvirtino dar vieną prognozę iš Einšteino bendrojo reliatyvumo teorija, randamas naujas tyrimas.
Ši prognozė yra reiškinys, žinomas kaip kadro vilkimas arba lęšio ištroškimo efektas. Jame teigiama, kad erdvės laikas susisuks aplink masyvų, besisukantį kūną. Pavyzdžiui, įsivaizduokite, kad Žemė buvo panardinta į medų. Planetoje pasisukus, medus aplink ją suktis - ir tas pats pasakytina apie erdvės-laiko momentą.
Aptikta palydovinių eksperimentų rėmo vilkimas besisukančios Žemės gravitaciniame lauke, tačiau poveikis yra ypač mažas, todėl jį išmatuoti buvo sudėtinga. Objektai, turintys didesnę masę ir galingesnius gravitacinius laukus, tokie kaip baltosios nykštukės ir neutroninės žvaigždės, suteikia geresnes galimybes pamatyti šį reiškinį.
Mokslininkai sutelkė dėmesį į PSR J1141-6545 - jauną pulsarą, kurio masė saulės yra maždaug 1,27 karto didesnė. Pulsaras yra 10 000–25 000 šviesmečių atstumu nuo Žemės „Musca“ žvaigždyne (musė), kuris yra netoli garsiojo Pietinio kryžiaus žvaigždyno.
Pulsaras yra greitai besisukanti neutronų žvaigždė, skleidžianti radijo bangas išilgai jos magnetinių polių. (Neutronų žvaigždės yra žvaigždžių lavonai, žuvę per katastrofiškus sprogimus, vadinamus supernovomis; šių liekanų gravitacija yra pakankamai galinga, kad sutrintų protonus kartu su elektronais ir sudarytų neutronus.)
PSR J1141-6545 apskrieja baltą nykštuką, kurio masė yra tokia pati kaip saulės. Baltieji nykštukai yra superdensinės žemės dydžio negyvų žvaigždžių šerdys, kurios paliekamos po to, kai vidutinio dydžio žvaigždės sunaudoja kurą ir išmeta išorinius sluoksnius. Mūsų saulė vieną dieną pasibaigs kaip balta nykštukė, kaip ir daugiau nei 90% visų mūsų galaktikos žvaigždžių.
Pulsaras skrieja pro baltąją nykštuką per trumpą, greitą, mažiau nei 5 valandų orbitą, per kosmosą skriedamas maždaug 620 000 mylių per valandą (1 mln. Km / h) greičiu, o didžiausias žvaigždžių atstumas yra vos didesnis nei mūsų saulės dydis. vedantis autorius Vivekas Venkatramanas Krišnanas, Maxo Plancko radijo astronomijos instituto Bonoje, Vokietijoje, astrofizikas, pasakojo Space.com.
Tyrėjai išmatavo, kada impulsai iš pulsaro į Žemę pasiekė 100 mikrosekundžių tikslumu per beveik 20 metų, naudojant „Parkes“ ir UTMOST radijo teleskopus Australijoje. Tai leido jiems aptikti ilgalaikį dreifą tokiu būdu, kaip vienas po kito skrieja pulsaras ir baltoji nykštukė.
Pašalinę kitas galimas šio dreifo priežastis, mokslininkai padarė išvadą, kad tai buvo rėmo nutempimas. Dėl to, kaip greitai besisukantis baltasis nykštukas traukia erdvės laiką, pulsaro orbita bėgant laikui lėtai keičia savo orientaciją. Remdamiesi rėmo tempimo lygiu, tyrėjai apskaičiavo, kad baltoji nykštukė sukasi ant savo ašies maždaug 30 kartų per valandą.
Ankstesni tyrimai rodo, kad baltoji nykštukė susidarė prieš pulsarą šioje dvejetainėje sistemoje. Viena iš tokių teorinių modelių prognozių yra ta, kad prieš įvykstant pulsą formuojančiai supernovai, pulsaro palikuonis per maždaug 16 000 metų išmetė beveik 20 000 žemės masės vertės medžiagų ant baltojo nykštuko, padidindamas jos sukimosi greitį.
„Tokios sistemos kaip PSR J1141-6545, kur pulsaras yra jaunesnis už baltąją nykštukę, yra gana retos“, - teigė Venkatramanas Krišnanas. Naujas tyrimas „patvirtina seniai iškeltą hipotezę, kaip atsirado ši dvejetainė sistema. Tai buvo pasiūlyta daugiau nei prieš du dešimtmečius“.
Tyrėjai pažymėjo, kad jie panaudojo rėmo vilkimą, kad suprastų besisukančią žvaigždę, kuri ją sukėlė. Ateityje, pasak jų, jie gali naudoti panašų metodą analizuodami dvejetaines neutronines žvaigždes, kad sužinotų daugiau apie jų vidinę sudėtį, „kuri net ir po daugiau nei 50 metų stebėdami jas dar neturime rankenos“, - teigė „Venkatraman“. Krišnanas sakė. "Medžiagos tankis neutroninės žvaigždės viduje žymiai viršija tai, ką galima pasiekti laboratorijoje, todėl naudojant šią metodiką dvigubai padidinant neutroninių žvaigždžių sistemas reikia išmokti daug naujos fizikos."
Mokslininkai išsamiai aprašė jų išvados Šiandien internete (sausio 30 d.) žurnale „Science“.
- Neutroninės žvaigždės viduje (infografija)
- Kas yra pulsarai?
- Nuotraukose: Einšteino 1919 m. Saulės užtemimo eksperimentas išbando bendrąjį reliatyvumą
