A művész szemlélteti a Lense-Thirring kerethúzást, amely egy forgó fehér törpe eredményeként jön létre a PSR J1141-6545 bináris csillagrendszerben.
(Kép: © Mark Myers, az ARC Gravitációs Hullámfelderítési Kiválósági Központja (OzGrav))
A tér és idő szövetének hullámzása egy kozmikus örvényben egy halott csillag körül megerősítette egy újabb jóslatot a Einstein általános relativitáselmélete, egy új tanulmány talál.
Ez a jóslat egy olyan jelenség, amelyet keretirányításnak vagy a Lense-Thirring effektusnak neveznek. Azt állítja, hogy a téridő egy hatalmas, forgó test körül forog. Képzelje el például, hogy a Föld mézbe merült. Ahogy a bolygó forog, a méz körülötte örvénylődik - és ugyanez igaz a téridőre.
A műholdas kísérletek észleltek keret húzása a forgó Föld gravitációs mezőjében, de a hatás rendkívül csekély, ezért mérni kihívást jelent. A nagyobb tömegű és erősebb gravitációs mezőkkel rendelkező objektumok, például a fehér törpék és a neutroncsillagok nagyobb esélyeket kínálnak ennek a jelenségnek a megfigyelésére.
A tudósok a PSR J1141-6545-re fókuszáltak, egy fiatal pulsarra, amely körülbelül 1,27-szerese a nap tömegét. A pulsar a Földtől 10 000-25 000 fényévre fekszik a Musca (légy) csillagképben, amely a híres Déli Kereszt csillagkép közelében található.
A pulsar egy gyorsan forgó neutroncsillag, amely rádióhullámokat bocsát ki mágneses pólusai mentén. (Semleges csillagok csillagok, amelyek katasztrofális robbanások során szupernóvák néven haltak meg; ezeknek a maradványoknak a gravitációja elég erős ahhoz, hogy a protonokat elektronokkal együtt összetörje és neutronokat képezzen.)
A PSR J1141-6545 egy fehér törpét köröz, amelynek tömege megegyezik a napéval. Fehér törpék azok a holt csillagok túlméretező föld méretű magjai, amelyek elmaradnak azután, hogy az átlagos méretű csillagok kimerítették üzemanyagukat és elszenvedték a külső rétegeiket. Napunkon fehér törpe lesz egy nap, akárcsak a galaxisunkban lévő csillagok több mint 90% -a.
A pulsar körülbelül 5 óra hosszú, szűk, gyors körpályán kering a fehér törpe körül, körülbelül 620 000 mph (1 millió km / h) sebességgel keringve, és a csillagok maximális távolsága alig haladja meg a napunk méretét, tanulmányozza Vezető író, Vivek Venkatraman Krishnan, a németországi Bonni Rádiós Csillagászati Intézet asztrofizikusa, mondta a Space.com.
A kutatók az ausztráliai Parkes és UTMOST rádióteleszkópok segítségével meghatározták, mikor a pulzár impulzusai 100 mikrosekundumon belül megérkezték a pontosságot közel 20 év alatt. Ez lehetővé tette számukra, hogy észleljék a hosszú távú sodródást a pulzár és a fehér törpe körüli pályán.
Miután kiküszöbölték a sodródás egyéb lehetséges okait, a tudósok arra a következtetésre jutottak, hogy a képkockák húzódásának eredménye: Az, ahogy a gyorsan forgó fehér törpe a téridőbe húzza, a pulsar pályáját az idő múlásával lassan megváltoztatta. A keret húzásának szintje alapján a kutatók kiszámították, hogy a fehér törpe óránként körülbelül 30-szor forog a tengelyén.
A korábbi kutatások szerint a fehér törpe a pulzár előtt képződött ebben a bináris rendszerben. Az ilyen elméleti modellek egyik előrejelzése az, hogy mielőtt a pulzárképző szupernóva megtörténik, a pulsar ősödje mintegy 16 000 év alatt közel 20.000 földtömegű anyagot bocsátott a fehér törpére, növelve ezzel a spinget.
"Rendkívül ritka az olyan rendszerek, mint a PSR J1141-6545, ahol a pulsar fiatalabb, mint a fehér törpe," mondta Venkatraman Krishnan. Az új tanulmány "megerősíti egy régóta fennálló hipotézist arról, hogy miként alakult ki ez a bináris rendszer - ezt már két évtizeddel ezelőtt javasolták".
A kutatók megjegyezték, hogy a keret húzását használják, hogy betekintést nyerjenek a forgó csillagba, amely azt okozta. Azt mondják, hogy a jövőben hasonló módszerrel is használhatják a bináris neutroncsillagok elemzését, hogy megismerjék belső összetételüket, "amely még a több mint 50 éves megfigyelés után még nem foglalkozik velünk". Venkatraman - mondta Krishnan. "Az anyag sűrűsége egy neutroncsillagnál messze meghaladja a laboratóriumban elérhetőt, tehát rengeteg új fizikát kell megtanulni, ha ezt a technikát alkalmazzuk a neutroncsillagos rendszerek kettősítésére."
A tudósok részletezték az eredményeik online ma (január 30.) a Science folyóiratban.
- Egy neutroncsillag belsejében (infographic)
- Mik a pulzárok?
- Fotókban: Einstein 1919-es napfogyatkozásos kísérlete az általános relativitáselméletet teszteli
