Mākslinieka ilustrācija rāmja vilkšanai ar Lense-Thirring, ko rada rotējošs balts punduris PSR J1141-6545 bināro zvaigžņu sistēmā.
(Attēls: © Marks Myers, ARC Gravitācijas viļņu atklāšanas izcilības centrs (OzGrav))
Tas, kā telpas un laika audums virpuļo kosmiskā virpulī ap mirušu zvaigzni, ir apstiprinājis vēl vienu no Einšteina vispārējās relativitātes teorija, tiek atklāts jauns pētījums.
Šī pareģošana ir parādība, kas pazīstama kā kadru vilkšana vai objektīva slāpējošais efekts. Tajā teikts, ka laiks-laiks apris ap masīvu, rotējošu ķermeni. Piemēram, iedomājieties, ka Zeme ir iegremdēta medū. Planētai rotējot, medus ap to virpotos - un tas pats attiecas uz telpas laiku.
Satelītu eksperimenti ir atklāti rāmja vilkšana rotējošās Zemes gravitācijas laukā, bet efekts ir ārkārtīgi mazs, un tāpēc to bija grūti izmērīt. Objekti ar lielāku masu un jaudīgākiem gravitācijas laukiem, piemēram, baltie punduri un neitronu zvaigznes, piedāvā labākas iespējas redzēt šo parādību.
Zinātnieki koncentrējās uz PSR J1141-6545, jaunu pulsaru, kas aptuveni 1,27 reizes pārsniedz saules masu. Pulsārs atrodas 10 000 līdz 25 000 gaismas gadu attālumā no Zemes zvaigznājā Musca (muša), kas atrodas netālu no slavenā Dienvidu krusta zvaigznāja.
Pulsars ir ātri griešanās neitronu zvaigzne, kas izstaro radioviļņus gar saviem magnētiskajiem poliem. (Neitronu zvaigznes ir zvaigžņu līķi, kas gāja bojā katastrofiskos sprādzienos, kas pazīstami kā supernovas; šo palieku smagums ir pietiekami spēcīgs, lai sasmalcinātu protonus kopā ar elektroniem, veidojot neitronus.)
PSR J1141-6545 riņķo baltu punduri, kura masa ir aptuveni tāda pati kā saules. Baltie punduri ir superdens Zemes mirušo zvaigžņu serdeņi, kas paliek pāri pēc tam, kad vidējā izmēra zvaigznes ir iztērējušas degvielu un izmetušas ārējos slāņus. Mūsu saule kādu dienu nonāks kā balts punduris, tāpat kā vairāk nekā 90% no visām zvaigznēm mūsu galaktikā.
Pulsars ap balto punduri riņķo šaurā, ātrā orbītā, kas ir mazāka par 5 stundām, un caur kosmosu pārvietojas ar ātrumu aptuveni 620 000 jūdzes stundā (1 miljons km / h), ar maksimālo attālumu starp zvaigznēm, kas ir tikai nedaudz lielākas par mūsu saules izmēru, pētījums vadošais autors Viveks Venkatramans Krišjāns, Maxofka radioastronomijas institūta Bonnas pilsētā Vācijā astrofiziķis, pastāstīja Space.com.
Pētnieki, izmantojot Parkes un UTMOST radioteleskopus Austrālijā, izmērīja, kad impulsi no pulsara ieradās uz Zemes ar precizitāti 100 mikrosekundēs gandrīz 20 gadu laikā. Tas ļāva viņiem atklāt ilglaicīgu novirzi veidā, kādā pulsars un baltais punduris riņķo viens otram.
Pēc citu iespējamo šīs novirzes cēloņu novēršanas zinātnieki secināja, ka tas ir kadru vilkšanas rezultāts: Veids, kādā strauji vērpjošais baltais punduris ievelkas telpas laikā, ir licis pulsara orbītā laika gaitā lēnām mainīt savu orientāciju. Balstoties uz kadru vilkšanas līmeni, pētnieki aprēķināja, ka baltais punduris virpinās uz tās ass apmēram 30 reizes stundā.
Iepriekšējie pētījumi liecināja, ka baltais punduris šajā binārajā sistēmā izveidojās pirms pulsara. Viens no šādiem teorētiskiem modeļiem paredz, ka pirms pulsara veidojošās supernovas parādīšanās pulsara priekštecis apmēram 16 000 gadu laikā baltajam pundurim izlēja gandrīz 20 000 Zemes masu vērtas vielas, palielinot tā griešanās ātrumu.
"Tādas sistēmas kā PSR J1141-6545, kur pulsars ir jaunāks par balto punduri, ir diezgan reti sastopamas," sacīja Venkatramans Krišjāns. Jaunais pētījums "apstiprina ilgstošu hipotēzi par to, kā šī binārā sistēma izveidojās, kaut ko tādu, kas tika ierosināts pirms vairāk nekā divām desmitgadēm".
Pētnieki atzīmēja, ka viņi izmantoja rāmja vilkšanu, lai gūtu ieskatu par rotējošo zvaigzni, kas to izraisīja. Viņi sacīja, ka nākotnē viņi var izmantot līdzīgu metodi bināro neitronu zvaigznīšu analīzei, lai uzzinātu vairāk par to iekšējo sastāvu, "kam pat pēc vairāk nekā 50 gadu novērošanas mums vēl nav nekāda ieskata", Venkatraman Krišjāns teica. "Vielas blīvums neitronu zvaigznes iekšienē ievērojami pārsniedz to, ko var sasniegt laboratorijā, tāpēc ir daudz jauna fizika, kas jāapgūst, izmantojot šo paņēmienu, lai dubultotu neitronu zvaigžņu sistēmas."
Zinātnieki sīki aprakstīja viņu atradumi tiešsaistē šodien (30. janvārī) žurnālā Science.
- Neitronu zvaigznes iekšpusē (infographic)
- Kas ir pulsars?
- Fotoattēlos: Einšteina 1919. gada Saules aptumsuma eksperimentā tiek pārbaudīta vispārējā relativitāte
