Makmal yang unik dan eksotik kira-kira 6.800 tahun cahaya dari Bumi membantu ahli astronomi Bumi menguji teori relativiti umum Albert Einstein dengan cara yang tidak mungkin dilakukan sehingga kini. Dan pemerhatian itu sesuai dengan ramalan dari kerelatifan umum, kata para saintis dalam makalah yang akan diterbitkan dalam jurnal terbitan 26 April Sains.
Dengan menggunakan Teleskop Sangat Besar ESO bersama dengan teleskop radio yang lain, John Antoniadis, seorang pelajar PhD di Institut Max Planck untuk Astronomi radio (MPIfR) di Bonn dan pengarang utama kertas itu, mengatakan sepasang bintang pelik itu menjadikan kes ujian yang sangat baik untuk fizik.
"Saya mengamati sistem dengan Teleskop Sangat Besar ESO, mencari perubahan cahaya yang dipancarkan dari kerdil putih yang disebabkan oleh pergerakannya di sekitar pulsar," kata Antoniadis. "Analisis cepat di tempat membuat saya menyedari bahawa pulsar cukup berat. Ia adalah dua kali jisim Matahari, menjadikannya bintang neutron paling besar yang kita ketahui dan juga makmal yang sangat baik untuk fizik asas. "
Pasangan aneh terdiri daripada bintang neutron yang kecil dan luar biasa berat yang berputar 25 kali sesaat. Pulsar, bernama PSR J0348 + 0432 adalah peninggalan letupan supernova. Dua kali lebih berat dari Matahari kita, pulsar akan sesuai dengan kawasan metropolitan Denver; jaraknya hanya 20 kilometer atau sekitar 12 batu. Graviti pada bintang pelik ini lebih daripada 300 bilion kali lebih kuat daripada di Bumi. Di pusatnya, di mana tekanan graviti yang sengit menjadi lebih rapat, sekumpulan barang bintang berukuran batu-gula akan mempunyai berat lebih dari satu bilion tan. Hanya tiga pulsar lain di luar kelompok globular yang berputar lebih cepat dan mempunyai jangka masa yang lebih pendek.
Sebagai tambahan, kerdil putih yang jauh lebih besar, inti bintang seperti Matahari yang sangat panas dan terbakar, mencambuk sekitar J0348 + 0432 setiap 2.5 jam.
Akibatnya, ahli astronomi radio Ryan Lynch dan rakan-rakannya yang menemui pulsar pada tahun 2011, menyedari pasangan itu akan membolehkan para saintis menguji teori graviti yang tidak mungkin dilakukan sebelumnya. Teori relativiti umum Einstein menggambarkan graviti sebagai kelengkungan dalam jangka masa. Seperti bola boling yang terletak di sprei terbentang, selekoh ruang dan melengkung di hadapan jisim dan tenaga. Teori itu, yang diterbitkan pada tahun 1916, telah menahan semua ujian sejauh ini sebagai penjelasan termudah untuk fenomena astronomi yang diperhatikan. Teori graviti lain membuat ramalan yang berbeza tetapi perbezaan ini hanya akan muncul dalam bidang graviti yang sangat kuat yang tidak terdapat dalam sistem suria kita. J0348 + 0432 menawarkan peluang untuk mengkaji teori Einstein secara terperinci.
Memuatkan pemain…
Video ini menunjukkan kesan artis mengenai objek berganda eksotik yang dikenali sebagai PSR J0348 + 0432. Sistem ini memancarkan sinaran graviti, atau riak, dalam jangka masa. Walaupun gelombang ini belum dapat dikesan secara langsung oleh para astronom di Bumi, gelombang tersebut dapat dikesan secara tidak langsung dengan mengukur perubahan orbit sistem kerana kehilangan tenaga. Kredit: ESO / L.Calçada
Pasukan Antoniadis menggabungkan pengamatan kerdil putih dari Teleskop Observatorium Selatan Selatan Eropah dengan masa tepat pulsar dari teleskop radio lain, termasuk Teleskop Bank Hijau di Virginia Barat, teleskop radio Effelsberg 100 meter di Jerman, dan Observatorium Arecibo di Puerto Rico. Ahli astronomi meramalkan bahawa binari pulsar dekat memancarkan gelombang graviti dan kehilangan jumlah tenaga dalam masa yang lama menyebabkan tempoh orbit pendamping kerdil putih sedikit berubah. Ahli astronomi mendapati bahawa ramalan untuk perubahan ini sangat sesuai dengan relativiti umum sementara teori bersaing berbeza.
"Pemerhatian radio kami begitu tepat sehingga kami sudah dapat mengukur perubahan dalam jangka masa orbit 8 juta per detik setiap tahun, persis seperti yang diramalkan oleh teori Einstein," kata Paulo Freire, anggota pasukan lain, dalam siaran akhbar.
Sumber:
ESO: Einstein Betul - Sejauh ini
Jurnal Astrofizik: Tinjauan Tinjauan Teleskop Green Bank 350 MHz II: Analisis Data dan Masa 10 Pulsar Baru, Termasuk Perduaan Relativistik
Mesyuarat Pusat Asuhan Fizik Fizik Millisecond Pulsars Januari 2013: The Compact Relativistic Binary PSR J0348 + 0432
