Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Pulsar w układzie podwójnym potwierdza ogólną teorię względności Einsteina

Recommended Posts

Pulsary to szybko obracające się obiekty, które mieszczą nawet ponad 140% masy Słońca w kuli o średnicy zaledwie 20 kilometrów. Mają one niezwykle silne pole magnetyczne i emitują fale radiowe na każdym z biegunów magnetycznych. Jako, że ich rotacja jest niezwykle stabilna, impulsy z wirujących pulsarów docierają do Ziemi z regularnością zegara atomowego. Olbrzymia masa, niewielkie rozmiary i precyzja zegara atomowego to cechy, dzięki którym naukowcy mogą wykorzystać pulsary do testowania ogólnej teorii względności Einsteina.

Teoria ta przewiduje, że czasoprzestrzeń jest zaginana w pobliżu masywnych obiektów. Jednym z teoretycznie przewidywanych skutków takiego zagięcia czasoprzestrzeni jest jej wpływ na precesję pulsarów w układzie podwójnym. Wpływ ten bierze się z przesunięcia wektorów wirujących pulsarów w stosunku do całkowitego wektora momentu obrotowego układu podwójnego. Prawdopodobnie przyczyna tkwi w asymetrycznej eksplozji supernowych. Powstają w ten sposób zaburzenia precesji, które możemy obserwować, testować i sprawdzać, czy zgadzają się one ze zjawiskami opisanymi przez teorię Einseina.

Naukowcy z Instytutu Radioastronomii im. Maxa Plancka poinformowali właśnie o wieloletnich wynikach obserwacji pulsaru PSR J1906+0746. Gdy obiekt ten został odkryty w 2004 roku wyglądał jak każdy inny pulsar. Można było obserwować dwa spolaryzowane impulsy wysyłane z obu biegunów przy każdym obrocie. Gdy jednak naukowcy kilka miesięcy po odkryciu przyjrzeli się mu po raz drugi okazało się, że do Ziemi dociera tylko jeden impuls. Rozpoczęto więc badania, które trwały od roku 2004 do 2018, a które prowadził zespół Gregory'ego Desvignesa.

Okazało się, że zniknięcie jednego z sygnałów było związane z precesją pulsaru. PSR J1906+0746 wykonuje pełen obrót co 144 milisekundy, a co 4 godziny obiega towarzyszący mu pulsar. Niemieccy badacze zauważyli, że początkowo przy każdym obrocie do Ziemi docierały dwa impulsy „północny” i „południowy”. Z czasem impuls „północny” zanikł. Szczegółowe badania polaryzacji impulsów pozwoliły naukowcom na stworzenie modelu, który prognozuje właściwości docierających do Ziemi impulsów na przestrzeni najbliższych 50 lat. Gdy model, oparty na ogólnej teorii względności Einsteina, porównano z danymi obserwacyjnymi, okazało się, że wszystko idealnie do siebie pasuje, a oparte na nim przewidywania są obarczone mniejszym błędem niż te opierające się na obecnym modelu referencyjnym. Wszystko zaś zgadza się z przewidywaniami Einsteina.

Pulsary pozwalają nam badać grawitację w unikatowy sposób. To piękny przykład takich badań, mówi Ingrid Stairs z University of British Columbia.

Opracowany model pozwala też przewidzieć pojawiania się i zanikanie „północnego” i „południowego” impulsu z PSR J1906+0746. Impuls „południowy” zniknie nam z pola widzenia około roku 2028 i będzie widoczny ponownie w latach 2070–2090. Z kolei impuls „północny” będzie można obserwować w latach 2085–2105.

PSR J1906+0746 znajduje się w odległości 25 000 lat świetlnych od Ziemi, w Gwiazdozbiorze Orła.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites
5 godzin temu, KopalniaWiedzy.pl napisał:

Pulsary to szybko obracające się obiekty, które mieszczą nawet ponad 40% masy Słońca w kuli o średnicy zaledwie 20 kilometrów.

Ech, nie szukałem oryginalnego artu (bo linku bezpośredniego brak ;)), ale zdecydowanie nie tak. Nawet ponad 40% to np. 44%, a pulsary (jako gwiazdy neutronowe) muszą mieć najmniej masę słoneczną (z małym okładem). Przykładowo na wiki (przepraszam, znów tylko po francusku :D), co potwierdza pierwszy z brzegu link (praca źródłowa na arxiv) masy składników tego układu to coś kole 1,3 masy Słońca jak przystało.

Przy okazji. To nie pierwszy raz gdy pulsary mierzą się z OTW i to z sukcesem zresztą (a może na odwrót ;)).

ed. Przepraszam, ale jest na wiki cyrylica jeśli ktoś woli (nawet ładniej).

Edited by Astro

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      W marcu teleskop kosmiczny Swift zauważył impuls radiowy pochodzący z Drogi Mlecznej. W ciągu tygodnia okazało się, że nowym źródłem promieniowania rentgenowskiego – Swift J1818.0–1607 – jest magnetar. To rzadki typ wolno obracającej się gwiazdy neutronowej. Cechą charakterystyczną magnetarów są ich niezwykle silne pola magnetyczne, które należą do najsilniejszych we wszechświecie.
      Nowo odkryty obiekt porusza się z prędkością 1,4 obrotu na sekundę i jest najszybciej obracającym się magnetarem. Jest też prawdopodobnie jedną z najmłodszych gwiazd neutronowych w Drodze Mlecznej. Co więcej, okazało się, że emituje on impulsy radiowe podobne do tych emitowanych przez pulsary. To dopiero piąty znany nam magnetar, w którego przypadku stwierdzono taką emisję, co czyni Swift J1818.0–1607 wyjątkowo rzadkim znaleziskiem.
      Naukowcy z ARC Center of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav) poinformowali właśnie, że impulsy z magnetara mają bardzo strome spektrum radiowe. Stają się znacznie słabsze, gdy przechodzimy od niskich do wysokich częstotliwości radiowych. Spektrum to jest nie tylko bardziej strome od pozostałych 4 magnetarów emitujących fale radiowe, ale też od 90% znanych nam pulsarów. Uczeni stwierdzili również, że w ciągu 2 tygodni magnetar stał się 10-krotnie jaśniejszy.
      Dla porównania, wszystkie pozostałe magnetary emitujące fale radiowe mają stałą jasność w tym zakresie. Kolejne analizy wykazały, że badany magnetar ma wiele podobnych właściwości do pulsara PSR J1119–6127. W 2016 roku zarejestrowano podobny do magnetarów rozbłysk tego pulsara. Wówczas doświadczył on gwałtownego wzrostu jasności i pojawiło się u niego strome spektrum radiowe. Jeśli rozbłysk pulsara i Swift J1818.0–1607 ma takie samo źródło, to z czasem badany magnetar powinien zyskać podobne spektrum, jak inne magnetary radiowe.
      Jak już wspomnieliśmy, Swift J1818.0–1607 jest jedną z najmłodszych gwiazd neutronowych. Naukowcy szacują jego wiek na 240–320 lat.
      Główny autor badań, Marcus Lower, zaproponował wyjaśnienie niezwykłych właściwości gwiazdy. Swift J1818.0–1607 mogła rozpocząć życie jako zwykły pulsar. Z czasem tempo jego obrotu mogło stać się podobne do tempa obrotu magnetara. Mogło się tak stać, jeśli biegun magnetyczny i biegun obrotu gwiazdy neutronowej szybko się wyrównają lub gdy materiał z supernowej opadnie na gwiazdę neutronową.
      O niezwykłej gwieździe można przeczytać na łamach Astrophysical Journal Letters.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Chiński astronom odkrył najszybciej obracającą się gwiazdę w Drodze Mlecznej. Li Guangwei wykorzystał Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope (LAMOST) znajdujący się w Xinglong w prowincji Hebei. Za pomocą tego urządzenia odkrył, że szybkość ruchu obrotowego gwiazdy LAMOST J040643.69+542347.8 wynosi około 540 km/s. To o około 100 km/s szybciej niż dotychczasowy rekordzistka HD 191423. Dla porównania, prędkość obrotowa gwiazd podobnych do Słońca wynosi na równiku mniej niż 25 km/s.
      Analizując spektrum gwiazdy uczony doszedł do wniosku, że to masywny obiekt o wysokiej temperaturze. Gwiazda ma obły kształt, gdyż duża prędkość obrotowa mocno zniekształca ją na równiku. Powoduje to, że jej średnica na równiku jest większa, niż średnica mierzona do biegunów. Przez to grawitacja na biegunach jest wyższa niż na równiku. Wyższa jest tam też temperatura gwiazdy.
      LAMOST J040643.69+542347.8 znajduje się w odległości około 30 000 lat świetlnych od Ziemi i ucieka z prędkością około 120 km/s od miejsca swoich narodzin, co sugeruje, że była częścią układu podwójnego. Najprawdopodobniej przechwytywała materiał od swojego towarzysza, co napędziło jej ruch obrotowy, a gdy jej towarzysz zakończył życie w postaci supernowej, badana gwiazda została gwałtownie wyrzucona siłą eksplozji.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Niedaleko Ziemi, w odległości zaledwie 1500 lat świetlnych, zaobserwowano gwiazdę pulsującą tylko z jednej strony. Istnienie takiej gwiazdy, przypominającej kształtem cytrynę, przewidziano teoretycznie już kilkadziesiąt lat temu. Dopiero teraz jednak udało się ją zaobserwować.
      Po raz pierwszy o niezwykłym zachowaniu gwiazdy poinformowali amatorzy analizujący dane pochodzące z teleskopu TESS. Zauważyli w nich anomalie, a że nie wiedzieli, co oznaczają, poinformowali astronomów. Informacje dotarły profesora Geralda Handlera z Centrum Astronomicznego im. Mikołaja Kopernika (CAMK) oraz Dona Kurtza z University of Central Lancashire.
      Od lat 80. wiemy, że takie gwiazdy powinny istnieć. Szukam ich od niemal 40 lat i w końcu jedną znaleźliśmy – mówi Kurtz.
      Na łamach najnowszego numeru Nature Astronomy naukowcy informują, że udało im się zidentyfikować przyczynę niezwykłego zachowania gwiazdy. Okazuje się, że znajduje się ona w układzie podwójnym i grawitacja jej bliskiego towarzysza zniekształca oscylacje. Okres orbitalny układu podwójnego wynosi poniżej dwóch dni.
      Znakomite dane z satelity TESS pozwoliły nam obserwować zmiany jasności wynikające zarówno z odkształcenia grawitacyjnego gwiazdy, jak i pulsacji, mówi profesor Handler. Naukowców zaskoczył jednak fakt, że amplituda pulsacji była silnie uzależniona od kąta obserwacji i orientacji gwiazdy w układzie podwójnym. Gdy gwiazdy podwójne krążą wokół siebie, widzimy różne części gwiazdy pulsującej. Czasami widzimy jej powierzchnię skierowaną w stronę towarzysza, a czasami tę zewnętrzną – wyjaśnia współautorka badań, doktorantka CAMK paulina Sawicka.
      Gwiazda HD74423 to obiekt typu gwiazdowego A o masie około 70% większej od masy Słońca. Jest też młodsza, chociaż trudno określić jej wiek. Szczegółowe badania ujawniły kolejne zadziwiające cechy HD74423. Zwykle takie gwiazdy są bogate w metale. Jednak tutaj metali mamy mało, co jest cechą charakterystyczną bardzo starych gwiazd. W tym przypadku mamy jednak do czynienia z czymś innym. Otóż HD74423 to gwiazda typu Lambda Boötis, które mają niezwykle mało metalu w warstwach powierzchniowych. Prawdopodobnie tracą to na rzecz otaczającego je dysku materii.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W niezwykłym układzie planetarnym Kepler-47, który posiada dwie gwiazdy, odkryto trzecią planetę. Mamy tutaj zatem do czynienia z trzema planetami krążącymi wokół układu podwójnego gwiazd. To jedyny znany nam układ tego typu.
      Nowo odkryta planeta, Kepler-47d, o rozmiarach pomiędzy Neptunem a Saturnem, znajduje się pomiędzy dwiema wcześniej odkrytymi. Zauważono ją podczas analizy danych z Teleskopu Kosmicznego Keplera.
      Naukowców zaskoczyły rozmiary Kepler-47d, która jest największą planetą w swoim systemie. Pierwszy sygnał wskazujący na istnienie trzeciej planety zauważyliśmy w 2012 roku, jednak potrzebowaliśmy więcej danych, by być pewni. Dzięki kolejnemu przejściu planety na tle gwiazdy mogliśmy określić czas jej obiegu oraz odnaleźć dane świadczące o wcześniejszych przejściach, mówi główny autor badań, Jerome Orosz.
      William Welsh, współautor badań, przyznaje, że wraz z Oroszem spodziewali się, iż ewentualne kolejne planety w systemie Kepler-47 mogą znajdować się na zewnątrz już odnalezionych. Nie sądziliśmy, że pomiędzy dwiema już znanymi planetami znajdziemy największą z nich, stwierdza.
      Odkrycie Kepler-47d pozwala lepiej zrozumieć systemy planetarne w układach podwójnych. Wiadomo na przykład, że planety w takich układach mają bardzo małą gęstość, mniejsza niż Saturn. Jednak o ile tak mała gęstość nie jest czymś niezwykłym w przypadku planet typu gorących Jowiszów, to rzadko ma miejsce w przypadku planet, na których występują niższe temperatury. Tymczasem na powierzchni Kepler-47d temperatura równowagi wynosi 10 stopni Celsjusza, a dla Kepler-47c są to 32 stopnie. Dla planety najbardziej wewnętrznej temperaturę tę określono na 169 stopni Celsjusza.
      Rozmiary planety wewnętrznej, środkowej i zewnętrznej to, odpowiednio, 3,1, 7,0 i 4,7 rozmiarów Ziemi, a ich czas obiegu wokół gwiazd wynosi 49, 187 i 303 dni. Same gwiazdy krążą wokół siebie co 7,45 dnia. Jedna z nich jest podobna do Słońca, masa drugiej to 1/3 masy naszej gwiazdy. Cały układ jest bardzo ciasny, zmieściłby się wewnątrz orbity Ziemi. Jest on położony w odległości 3340 lat świetlnych od nas, w kierunku Gwiazdozbioru Łabędzia.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Astronomowie odkryli gwiazdę, która porusza się z prędkością 4 000 000 km/h i jak się wydaje, została przyspieszona przez pobliską supernową. Dzięki jej wąskiemu ogonowi oraz temu, że możemy obserwować ją pod odpowiednim kątem, wyśledziliśmy miejsce narodzin tej gwiazdy, mówi Frank Schinzel z National Radio Astronomy Observatory w Nowym Meksyku.
      Pulsar jest obserwowany za pomocą Fermi Gamma-ray Space Telescope oraz Karl G. Jansky Very Large Array w Nowym Meksyku.
      Pulsary to bardzo szybko obracające się gwiazdy neutronowe, jądra wielkich gwiazd, które się zapadły. Ten obecny, PSR J0002+6216 został po raz pierwszy zauważony w 2017 roku. Schinzel i jego koledzy zabrali się wówczas za analizę danych z okresu 10 lat i obliczyli z jaką prędkością i w jakim kierunku pulsar się przemieszcza.
      J0002 jest odległy od Ziemi o 6500 lat świetlnych i znajduje się w odległości 53 lat świetlnych od pozostałości supernowej CTB 1. Za nim ciągnie się długi na 13 lat świetlnych ogon energii magnetycznej i cząstek, który wskazuje dokładnie na CTB 1.
      Przed około 10 000 lat doszło do wybuchu supernowej, której pozostałościami jest CTB 1. Eksplozja wyrzuciła w przestrzeń J0002.
      Według dostępnych danych gwiazda porusza się szybciej niż 99% znanych pulsarów. Prędkość przeciętnego pulsara jest 5-krotnie mniejsza. Ma wystarczająca prędkość, by opuścić naszą galaktykę.

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...