Один из принципов общей теории относительности Эйнштейна состоит в том, что любое вращающееся тело во Вселенной волочит за собой и саму близлежащую ткань пространства-времени. Для того, чтобы обнаружить подобное явление вблизи Земли, ученым требуются дорогостоящие устройства в виде гравитационных зондов, сообщает портал sciencealert.com.
К счастью для нас, во Вселенной есть много естественных лабораторий, где физики могут пронаблюдать исполнение предсказаний Эйнштейна в самых мельчайших деталях и без строительства многомиллионных сооружений. Одним из таких мест стали окрестности обнаруженного недавно белого карлика, доказывающие своим примером выдвинутую еще в начале ХХ века гипотезу великого немецкого ученого.
ЗВЕЗДЫ СПОСОБНЫ ВРАЩАТЬ ВРЕМЯ В СВОИХ ОКРЕСТНОСТЯХ
Недавно обнаруженная исследователями пара компактных звезд может быть доказательством уникального явления, предсказанного Альбертом Эйнштейном в начале ХХ века. Вращаясь вокруг друг друга с головокружительной скоростью, объекты движутся в сильно искривленном пространстве-времени, что вполне согласуется с современной теорией относительности. Так, один из ее постулатов указывает на то, что чем быстрее вращается объект и чем он массивнее, тем сильнее оказывается давление на окружающую его материю. Данное явление остается наиболее актуальным для белых карликов, которые, несмотря на все свои крошечные по вселенским меркам размеры, обладают огромной плотностью. Подобные объекты, представляющие из себя, по сути, остатки древних звезд, способны совершать полный оборот вокруг своей оси за 1-2 минуты, а не за 24 часа, как это делает наша Земля.
Пульсары — самые быстровращающиеся во Вселенной объекты
Для того, чтобы астрономы смогли пронаблюдать момент вращения белых карликов, им часто приходится рассматривать их через орбитальные звезды, называемые пульсарами. По сравнению с белыми карликами, пульсары состоят не из атомов, а из особых частиц — нейтронов, которые заставляют эти необычные объекты вращаться даже быстрее белых карликов — более 150 раз в минуту. Знание о наличии у пульсаров подобного свойства может помочь нам при отображении траектории обнаруженного объекта, когда он вращается вокруг белого карлика. Так, пара двух звезд, официально называемая PSR J1141-6545, является идеальной гравитационной лабораторией со взаимным обращением продолжительностью менее чем 5 часов.
Хотя PSR J1141-6545 находится на расстоянии нескольких сотен квадриллионов километров, уже сейчас мы знаем, что пульсар этой пары вращается примерно 2,5 раза в секунду. Белый карлик в этой необычной системе волочит за собой пространство и время, заставляя орбитальную плоскость пульсара наклоняться по мере его движения. Что ж, пожалуй, было бы интересно увидеть однажды процессы, происходящие в окрестностях объектов, рядом с которыми само пространство может замедляться и растягиваться.
КАК ИСЧЕЗ РАДИОЛУЧ? И КОГДА ОН ВЕРНЕТСЯ?
Согласно общей теории относительности, нейтронные звезды (как и вообще любой вращающийся вокруг своей оси объект) должны испытывать прецессию (постепенный поворот оси вращения, как у раскрученного детского волчка), проходя сквозь глубокую гравитационную потенциальную яму, образуемую звездой-компаньоном. Этот релятивистский эффект, возникающий в искривлённом пространстве-времени, носит название геодезической прецессии; он наблюдался как в других двойных пульсарах (J0737−3039B; J1141−6545; B1534+12; B1913+16), так и — в значительно меньших масштабах — в движении гироскопов в спутниковой миссии Gravity Probe B на околоземной орбите. Вследствие геодезической прецессии за год ось вращения пульсара смещается на 2,2 градуса. С 2005 до 2009 года лучи пульсара с обоих полюсов попадали на Землю. В 1998 и после 2009-го попадал только один луч. Начиная примерно с 2010 года ушёл и он, в результате чего пульсар перестал наблюдаться земными радиотелескопами. Общий радиопоток от пульсара с 2006 до 2009 года уменьшился с 0,8 до 0,2 мЯн. Возможность ухода пучка с направления на Землю вследствие геодезической прецессии была отмечена ещё в 2006 году, в первой работе, посвящённой открытию этого пульсара.
Однако геодезическая прецессия продолжается и пульсар может вновь стать видимым для Земли около 2170 года. Джоэри ван Лювен заметил, что в результате «огромного взаимного гравитационного притяжения ось вращения пульсара вращается так быстро, что пучки излучения перестали попадать на Землю. Пульсар стал невидимым даже для самых больших телескопов. Это первый случай „исчезновения“ такого молодого пульсара в результате прецессии. К счастью, ожидается, что прецессия возвратит пульсар назад в поле зрения, но на это может уйти не менее 160 лет».
6 ноября 2014 года в архиве препринтов Корнеллского университета, а 8 января 2015 года в The Astrophysical Journal была опубликована новая работа с результатами исследований пульсара. В тот же день (8 января 2015 года) результат был представлен на 225-й встрече Американского астрономического общества в Сиэтле. В работе сообщается, что гравитационная геодезическая прецессия привела к уходу радиопучка пульсара за пределы досягаемости земных телескопов.
Свежие комментарии