Ένα μοναδικό και εξωτικό εργαστήριο περίπου 6.800 έτη φωτός από τη Γη βοηθά τους αστρονόμους της Γης να δοκιμάσουν τη θεωρία της γενικής σχετικότητας του Άλμπερτ Αϊνστάιν με τρόπους που δεν ήταν δυνατοί μέχρι τώρα. Και οι παρατηρήσεις ταιριάζουν ακριβώς με τις προβλέψεις από τη γενική σχετικότητα, λένε οι επιστήμονες σε ένα έγγραφο που θα δημοσιευτεί στο τεύχος της 26ης Απριλίου. Επιστήμη.
Χρησιμοποιώντας το πολύ μεγάλο τηλεσκόπιο του ESO μαζί με άλλα ραδιοτηλεσκόπια, ο Τζον Αντωνιάδης, διδακτορικός φοιτητής στο Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR) στη Βόννη και επικεφαλής συγγραφέας της εφημερίδας, λέει ότι το περίεργο ζεύγος αστεριών κάνει μια εξαιρετική δοκιμαστική θήκη για η φυσικη.
«Παρατήρησα το σύστημα με το πολύ μεγάλο τηλεσκόπιο του ESO, ψάχνοντας για αλλαγές στο φως που εκπέμπεται από τον λευκό νάνο που προκαλείται από την κίνησή του γύρω από το pulsar», λέει ο Αντωνιάδης. «Μια γρήγορη επιτόπια ανάλυση με έκανε να συνειδητοποιήσω ότι το pulsar ήταν αρκετά βαρύ. Είναι διπλάσια από τη μάζα του Ήλιου, καθιστώντας το το πιο μεγάλο αστέρι νετρονίων που γνωρίζουμε και επίσης ένα εξαιρετικό εργαστήριο για τη θεμελιώδη φυσική. "
Το παράξενο ζευγάρι αποτελείται από ένα μικρό και ασυνήθιστα βαρύ αστέρι νετρονίων που περιστρέφεται 25 φορές το δευτερόλεπτο. Το pulsar, που ονομάζεται PSR J0348 + 0432 είναι τα ερείπια μιας έκρηξης σουπερνόβα. Δύο φορές πιο βαρύ από τον Ήλιο μας, το πάλσαρ χωράει στα όρια της μητροπολιτικής περιοχής του Ντένβερ. είναι μόλις 20 χιλιόμετρα απέναντι ή περίπου 12 μίλια. Η βαρύτητα σε αυτό το παράξενο αστέρι είναι περισσότερο από 300 δισεκατομμύρια φορές ισχυρότερη από τη Γη. Στο κέντρο του, όπου η έντονη βαρύτητα συμπιέζει την ύλη ακόμα πιο σφιχτά, ένα τεμάχιο με αστέρια με ζάχαρη σε μέγεθος κύβων θα ζυγίζει περισσότερο από ένα δισεκατομμύριο τόνους. Μόνο τρία άλλα πάλσαρ έξω από τα σφαιρικά σμήνη περιστρέφονται γρηγορότερα και έχουν μικρότερες περιόδους.
Επιπλέον, ένας πολύ μεγαλύτερος λευκός νάνος, ο εξαιρετικά καυτός, καμένος πυρήνας ενός αστεριού που μοιάζει με τον ήλιο, κτυπά γύρω από το J0348 + 0432 κάθε 2,5 ώρες.
Κατά συνέπεια, οι αστρονόμοι ραδιοφώνου Ryan Lynch και συνεργάτες που ανακάλυψαν το pulsar το 2011, συνειδητοποίησαν ότι το ζευγάρι θα επέτρεπε στους επιστήμονες να δοκιμάσουν τις θεωρίες της βαρύτητας που δεν ήταν εφικτές πριν. Η γενική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν περιγράφει τη βαρύτητα ως καμπυλότητα στο διάστημα. Όπως μια μπάλα μπόουλινγκ που βρίσκεται σε ένα τεντωμένο σεντόνι, ο χωροχρόνος στροφές και στρεβλώνει παρουσία μάζας και ενέργειας. Η θεωρία, που δημοσιεύθηκε το 1916, αντέχει σε όλες τις δοκιμές ως την απλούστερη εξήγηση για παρατηρούμενα αστρονομικά φαινόμενα. Άλλες θεωρίες βαρύτητας κάνουν διαφορετικές προβλέψεις, αλλά αυτές οι διαφορές θα αποκαλυφθούν μόνο σε εξαιρετικά ισχυρά βαρυτικά πεδία που δεν βρίσκονται στο ηλιακό μας σύστημα. Το J0348 + 0432 προσέφερε την ευκαιρία να μελετήσει λεπτομερώς τη θεωρία του Αϊνστάιν.
Φόρτωση προγράμματος αναπαραγωγής…
Αυτό το βίντεο δείχνει την εντύπωση ενός καλλιτέχνη για το εξωτικό διπλό αντικείμενο που είναι γνωστό ως PSR J0348 + 0432. Αυτό το σύστημα εκπέμπει βαρυτική ακτινοβολία ή κυματισμούς, στο χωροχρόνο. Αν και αυτά τα κύματα δεν μπορούν ακόμη να ανιχνευθούν απευθείας από αστρονόμους στη Γη, μπορούν να ανιχνευθούν έμμεσα μετρώντας την αλλαγή στην τροχιά του συστήματος καθώς χάνει ενέργεια. Πίστωση: ESO / L.Calçada
Η ομάδα του Αντωνιάδη συνδύασε τις παρατηρήσεις του λευκού νάνου από το Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο του Ευρωπαϊκού Νότιου Παρατηρητηρίου με τον ακριβή χρονισμό του πάλσαρ από άλλα ραδιοτηλεσκόπια, συμπεριλαμβανομένου του Τηλεσκοπίου Green Bank στη Δυτική Βιρτζίνια, το ραδιο τηλεσκόπιο 100 μέτρων Effelsberg στη Γερμανία και το Παρατηρητήριο Arecibo στο Πουέρτο Ρίκο. Οι αστρονόμοι προβλέπουν ότι αυτά τα κοντινά δυαδικά πάλσαρ ακτινοβολούν κύματα βαρύτητας και χάνουν ελάχιστες ποσότητες ενέργειας με την πάροδο του χρόνου προκαλώντας την ελαφριά αλλαγή της τροχιακής περιόδου του λευκού νάνου συντρόφου. Οι αστρονόμοι διαπίστωσαν ότι οι προβλέψεις για αυτήν την αλλαγή ταίριαζαν με εκείνες της γενικής σχετικότητας, ενώ οι ανταγωνιστικές θεωρίες ήταν διαφορετικές.
«Οι ραδιοφωνικές μας παρατηρήσεις ήταν τόσο ακριβείς που είχαμε ήδη τη δυνατότητα να μετρήσουμε μια αλλαγή στην τροχιακή περίοδο των 8 εκατομμυρίων του δευτερολέπτου ανά έτος, ακριβώς αυτό που προβλέπει η θεωρία του Αϊνστάιν», δηλώνει ο Paulo Freire, άλλο μέλος της ομάδας, στο δελτίο τύπου.
Πηγές:
ESO: Ο Αϊνστάιν είχε δίκιο - Μέχρι στιγμής
Αστροφυσική Εφημερίδα: Το Green Telescope 350 MHz Drift-scan Survey II: Ανάλυση δεδομένων και χρονισμός 10 νέων Pulsars, συμπεριλαμβανομένου ενός σχετικιστικού δυαδικού
Συνεδρία Aspen Center for Physics Physical Application of Millisecond Pulsars Ιανουάριος 2013: The Compat Relativistic Binary PSR J0348 + 0432
