Einsteinova teória všeobecnej relativity sa znova potvrdila, tentoraz v kolísaní pulzaru 25 000 svetelných rokov od Zeme. Počas 14 rokov pozorovali astronómovia rotujúcu neutrónovú hviezdu PSR J1906 + 0746.
Ich cieľ? Ak chcete študovať kolísanie alebo precesiu dvoch pulzarov počas ich obežnej dráhy, zriedkavý jav predpovedaný všeobecnou relativitou.
Astronómovia na čele s Gregorym Desvignesom z Inštitútu Maxa Plancka pre Rádio astronómiu v nemeckom Bonne zverejnili svoje výsledky v časopise Science 6. septembra. Ich objavy by mohli pomôcť odhadnúť počet týchto takzvaných binárnych pulzarov v našej galaxii a mieru fúzií neutrónových hviezd, ktoré by mohli vytvárať gravitačné vlny (tiež predpovedané relatívnosťou), ktoré je možné pozorovať na Zemi.
Pulsary rýchlo rotujú neutrónové hviezdy, ktoré vyžarujú prúdy nabitých častíc z ich magnetických pólov. Intenzívne magnetické polia urýchľujú častice takmer na rýchlosť svetla a vytvárajú lúče rádiových vĺn, ktoré žiaria do vesmíru ako kozmické majáky. S presnosťou podobnou hodinám sa pulzary otáčajú až tisíckrát za sekundu a vytvárajú predvídateľný impulz, keď lúče prechádzajú cez Zem. Kompaktné jadrá mŕtvych hviezd vťahujú do vesmíru viac hmoty ako naše Slnko a sú najkompaktnejšími objektmi vo vesmíre - ideálne testovacie predmety pre teóriu všeobecnej relativity.
„Pulsary môžu poskytnúť testy gravitácie, ktoré sa nedajú urobiť iným spôsobom,“ uviedla vo vyhlásení spoluautorka štúdie Ingrid Stairs z University of British Columbia vo Vancouveri. „Toto je jeden z krajších príkladov takéhoto testu.“
Všeobecná relativita, ktorú Albert Einstein prvýkrát formuloval v roku 1915, opisuje, ako hmota a energia deformujú štruktúru časopriestoru, aby vytvorili gravitačnú silu. Masívne husté predmety, ako napríklad pulzary, sa môžu časopriestorovo dramaticky ohýbať. Ak sa dva pulzary ocitnú obiehajúc okolo seba, predpovedá všeobecná relativita, že pri rotácii môžu vytvárať mierne kolísavé pohyby, podobne ako top s pomalou rotáciou. Tento dôsledok gravitácie sa nazýva relativistická rotačná precesia.
Keď astronómovia objavili PSR J1906 + 0746 v roku 2004, vyzeralo to skoro ako každý druhý pulzar s dvoma jednoznačnými polarizovanými lúčmi viditeľnými pri každej rotácii. Ale keď bola neutrónová hviezda pozorovaná druhýkrát po rokoch, objavil sa iba jeden lúč. Desevignesov tím, ktorý prešiel pozorovaniami z rokov 2004 až 2018, rozhodol, že zmiznutie lúča bolo spôsobené precesiou pulzaru.
Na základe údajov zo 14 rokov vyvinuli model s rozpätím 50 rokov a presne predpovedali vymiznutie a opätovné objavenie sa oboch lúčov z precesie. Keď porovnali model s pozorovaním, miera precesie sa zhodovala s iba 5% neistotou. Údaje boli v dokonalej zhode s Einsteinovou teóriou.
„Experiment nám trvalo dlho, kým sme ho dokončili,“ uviedol vo vyhlásení Michael Kramer, riaditeľ oddelenia základného fyziky Inštitútu Maxa Plancka v oddelení pre výskum astronómie. „Byť trpezlivý a usilovný sa naozaj vyplatil.“
