Необычная двойная система звёзд
Международная команда ученых обнаружила экзотическую двойную звездную систему. Она состоит из крошечной, но необычайно тяжелой нейтронной звезды, вращающейся 25 раз/сек вокруг своей оси, и белого карлика с периодом обращения вокруг неё, равным 2,5 часам. Нейтронная звезда - это пульсар, который излучает радиоволны - их можно принимать на Земле с помощью радиотелескопов. Хотя эта необычная пара сама по себе очень интересна, она предоставляет собой ещё и уникальный объект для тестирования пределов физических теорий.
Пульсар и белый карлик
PSR J0348 +0432 - это пульсар, остаток взрыва сверхновой. При диаметре лишь в 20 км, он имеет двойную массу Солнца, следовательно, в объем, равный кусочку сахара вжато более миллиарда тонн материи. Сила тяжести на поверхности пульсара превосходит земную больше чем в 300 млрд. раз. Его спутник, белый карлик, лишь немного менее экзотичен. Это остаток более легкой звезды, утратившей свою атмосферу и медленно остывающей.
"Я наблюдал двойную систему звёзд с помощью Very Large Telescope, чтобы обнаружить изменения в кривой света белого карлика, вызванные его обращением вокруг пульсара", - объясняет Джон Антониадис, являющийся докторантом боннского MPIfR и ведущим автором статьи. "Даже при предварительном анализе, я мог видеть, что этот пульсар представляет собой настоящий тяжеловес, который тяжелее Солнца в два раза. Это делает его нейтронной звездой с самой большой массой, из тех, что мы знаем, и превосходным испытательным объектом для фундаментальной физики".
Проверка Общей теории относительности
До сих пор Общая теория относительности, объясняющая гравитацию как следствие кривизны пространства-времени наличием массы и энергии, сумела выдержать все проверки с момента её публикации почти столетие назад. Однако она не дает всеобъемлющего объяснения всех процессов во Вселенной, и должна стать, в конечном счете, частью более глобальной теории.
Поэтому физики разработали новые теории гравитации, прогнозы которых от Общей теории относительности отличаются. Отличия в некоторых из этих теорий проявились бы только при наличии очень сильных гравитационных полей, которые не встречаются в Солнечной системе. Что касается гравитации PSR J0348+0432, то это поистине исключительный объект, даже по сравнению с другими пульсарами, использовавшимися в высокоточных экспериментах, цель которых была проверить Общую теорию гравитации Эйнштейна.
В таких сильных гравитационных полях небольшие изменения массы могут привести к большим изменениям в пространстве-времени вокруг объекта. Астрономы до сего времени не знали, что произойдет в присутствии такой массивной нейтронной звезды PSR J0348, как +0432. Поэтому данная система предоставляет уникальную возможность вывести эксперимент на новый уровень.
Группа астронома соединила полученные с Very Large Telescope данные наблюдений белого карлика, с точными измерениями времени пульсации, переданными радиотелескопами. Тесные системы двойных звезд излучают гравитационные волны, теряя энергию. Это ведет к тому, что период обращения незначительно изменяется. Предсказания изменения периода обращения, исходя из Общей теории относительности, очень отличаются от прогнозов других конкурирующих теорий.
"Наши наблюдения в радиодиапазоне очень точны, так что мы сумели замерить изменения орбитального периода, равные восьми миллионной доли секунды в год. И это как раз то, что прогнозирует теория Эйнштейна", - добавляет член группы, Пауло Фрейре.
Однако новые измерения являются лишь началом подробного исследования этого уникального объекта. В будущем астрономы будут использовать звёздную пару для еще более точной проверки Общей теории относительности.
