По материалам сайта Европейской Южной Обсерватории, Очень Большой Телескоп ESO (VLT) и внушительное количество радиотелескопов по всему миру, дали возможность астрономам обнаружить и исследовать нестандартную звездную систему, состоявшую из наиболее крупной из известных на сегодняшний день нейтронных звезд и карлика, который обращается вокруг нее. С помощью этой странной парочки возможна проверка теории гравитации Эйнштейна или другими словами, общей теории относительности. Способы, которыми будет осуществляться данная проверка, ранее недоступны. В настоящий момент происходит полное согласование новых наблюдений и предсказаний общей теории относительности, которое не укладываются в никакие альтернативные теории.
Международной группой астрономов был зарегистрирован необычный двойной объект, который состоял из довольно массивной нейтронной звезды, вращающейся с частотой в двадцать пять оборотов за секунду, и белого карлика, осуществляющего вокруг нее полет за 2,5 часа. Нейтронная звезда имеет название пульсара, так как излучает пульсирующие радиоволны, которые принимают земные радиотелескопы. Двойная звезда является не только очень интересной и необычной, но с ее помощью представляется возможным тестировать физические теории.
Пульсар PSR J0348+0432 – остаток взрыва сверхновой, который в два раза тяжелее Солнца, но его поперечник составляет всего двадцать километров. Сила тяжести на его поверхности больше, нежели в триста миллиардов раз превышает силу земного притяжения, а в его центре в кубике объемом с кусочек сахара размещается более одного миллиарда тонн вещества. Звезда-компаньон является менее экзотичной: белый карлик представляет собой тускло светящийся остаток более легкой звезды, потерявшей свою атмосферу и не спеша остывающей.
Джон Антониадис, являющийся аспирантом Института радиоастрономии Макса Планка в Бонне и основным автором статьи, утверждает, что на протяжении долгого времени он проводил наблюдения за этой системой с помощью телескопа ESO VLT, чтобы найти переменность светового излучения белого карлика, вызванную его орбитальным движением вокруг пульсара. Прикидки, которые были выполнены на месте, показали, что данный пульсар является настоящим тяжеловесом, так как его масса оказалась в два раза тяжелее массы Солнца, и, значит, поэтому его можно считать наиболее массивной известной на сегодня нейтронной звездой. К тому же, этот пульсар еще и отличная лаборатория фундаментальной физики.
Ранее общая теория относительности Эйнштейна, опубликованная около ста лет назад, была подтверждена различными экспериментами и проверками. Но сейчас в ней обнаруживаются серьезные противоречия.
Физиками были разработаны несколько других теорий гравитации, но их предсказания имеют существенные отличия с данными общей теории относительности. Некоторые альтернативные теории допускают различия между собой и известной теорией Эйнштейна, но только могли в наиболее мощных гравитационных полях, которые нельзя отыскать во всей Солнечной системе. Поэтому PSR J0348+0432 – действительно экстремальный объект, даже если его сравнивать с другими пульсарами, ранее использовавшихся для точного тестирования известной теории Эйнштейна. Настолько сильные гравитационные поля могут заставить малый прирост массы вызвать огромные изменения пространственно-временной структуры вокруг аналогичных объектов. До сегодняшнего дня астрономы даже представить себе не могли, что происходило бы в окрестностях настолько крупной нейтронной звезды, как PSR J0348+0432. Так что ее открытие делает возможным перемещение тестирования гравитационных теорий на новую почву.
Исследователями были скомбинированы наблюдения белого карлика, которые выполнялись на VLT, а также высокоточная регистрация времен прихода импульсов от пульсара радиотелескопами. У настолько тесной двойной системы должна происходить потеря энергии, так как она излучает гравитационные волны, что вызывает очень небольшие изменения орбитального периода системы. Данные изменения несколько отличаются от общей теории относительности и в других конкурирующих с ней теориях.
Пауло Фрейре, являющийся одним из ученых отметил, что точность радионаблюдений оказалась настолько высокой, что дала возможность исследователям измерить изменения орбитального периода величиной в восемь миллионных долей секунды в год, что в точности соответствует предсказаниям теории относительности Эйнштейна.
Видео: Физики подтвердили существование гравитационных волн
Физики подтвердили существование гравитационных волн
