Ученые увидели, как пространство и время кружатся вокруг звезды

Новое исследование обнаружило, что пространство и время вращаются в космическом водовороте вокруг мертвой звезды. Это подтвердило еще одно предсказание из теории общей теории относительности Эйнштейна.

Это явление, известное как перетаскивание кадров, или эффект Тиринга. В нем говорится, что пространство-время будет вращаться вокруг массивного тела. Например, представьте, что Земля погружена в мед. Когда планета вращается, то и мед вокруг нее кружится - и то же самое можно сказать и о пространстве-времени.

Спутниковые эксперименты выявили перетаскивание кадров в гравитационном поле вращающейся Земли, но эффект чрезвычайно мал и, следовательно, его сложно измерить. Объекты с большими массами и более мощными гравитационными полями, такие как белые карлики и нейтронные звезды, предлагают больше шансов увидеть это явление.

Ученые сосредоточились на PSR J1141-6545, молодом пульсаре, примерно в 1,27 раза больше массы Солнца. Пульсар расположен в 10 000 - 25 000 световых лет от Земли в созвездии Муха, которое находится недалеко от созвездия Южного Креста.

Пульсар - это быстро вращающаяся нейтронная звезда, излучающая радиоволны вдоль своих магнитных полюсов. (Нейтронные звёзды - это трупы звёзд, которые погибли в результате катастрофических взрывов, известных как сверхновые; гравитация этих остатков достаточно сильна, чтобы разрушить протоны вместе с электронами, чтобы сформировать нейтроны.)

PSR J1141-6545 окружает белого карлика с массой, примерно равной массе Солнца. Белые карлики - это сверхплотные ядра мертвых звезд размером с Землю, которые остались после того, как звезды среднего размера исчерпали свое топливо и потеряли свои внешние слои. Когда-нибудь наше солнце станет белым карликом, как и более 90% всех звезд в нашей галактике.

Пульсар вращается вокруг белого карлика на узкой, быстрой орбите длиной менее 5 часов, преодолевая пространство со скоростью около 1 млн. км / ч, с максимальным расстоянием между звездами, едва превышающим размер нашего Солнца.

Исследователи измерили, когда импульсы от пульсара достигли Земли с точностью до 100 микросекунд в течение почти 20 лет, используя радиотелескопы Parkes и UTMOST в Австралии. Это позволило им обнаружить долгосрочный дрейф в том, как пульсар и белый карлик вращаются вокруг друг друга.

После устранения других возможных причин этого дрейфа ученые пришли к выводу, что это было результатом перетаскивания кадра: то, как быстро вращающийся белый карлик тянется в пространстве-времени, заставило орбиту пульсара медленно менять свою ориентацию во времени. Основываясь на уровне перетаскивания кадров, исследователи подсчитали, что белый карлик вращается вокруг своей оси примерно 30 раз в час.

Предыдущие исследования показали, что белый карлик образовался перед пульсаром в этой двойной системе. Одно из предсказаний таких теоретических моделей состоит в том, что до возникновения сверхновой, формирующей пульсар, предшественник пульсара сбрасывал на белого карлика материю весом почти 20 000 земных масс в течение примерно 16 000 лет, увеличивая скорость его вращения.

"Такие системы, как PSR J1141-6545, где пульсар моложе белого карлика, встречаются довольно редко", - сказал ведущий автор Вивек Венкатраман Кришнан, астрофизик из Института радиоастрономии им. Макса Планка в Бонне, Германия. Новое исследование "подтверждает давнюю гипотезу о том, как появилась эта двойная система, что было предложено более двух десятилетий назад".

Исследователи отметили, что они использовали перетаскивание кадров, чтобы получить представление о вращающейся звезде, которая ее вызвала. В будущем, по их словам, они могут использовать аналогичный метод для анализа двойных нейтронных звезд, чтобы узнать больше об их внутреннем составе.

Напомним, ранее сообщалось, что найдена звезда, летящая с невероятной скоростью.

Источник