時空は死んだ星の周りを渦巻いていて、アインシュタインが再び正しいことを証明しています

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PSR J1141-6545バイナリスターシステムで回転する白色矮星から生じた、レンズをかき立てるフレームドラッグのアーティストのイラスト。

(画像:©Mark Myers、ARC Center of Excellence for Gravitational Wave Discovery(OzGrav))

死んだ星の周りの宇宙の渦の中で空間と時間の構造が渦巻く様子は、 アインシュタインの一般相対性理論、新しい研究が見つかりました。

この予測は、フレームのドラッグ、またはレンズサーリング効果と呼ばれる現象です。それは時空が巨大な回転体の周りを動き回ると述べています。たとえば、地球が蜂蜜に沈んでいたとします。惑星が回転すると、その周りの蜂蜜が渦巻くでしょう–同じことが時空にも当てはまります。

衛星実験で検出されました 回転する地球の重力場でフレームをドラッグ、しかしその影響は非常に小さいため、測定が困難でした。白色矮星や中性子星など、より大きな質量とより強力な重力場を備えたオブジェクトは、この現象を見る可能性が高くなります。

科学者たちは、太陽の質量の約1.27倍の若いパルサーであるPSR J1141-6545に焦点を合わせました。パルサーは、有名なサザンクロス星座の近くにあるマスカ星座(ハエ)の地球から10,000〜25,000光年離れた場所にあります。

パルサーは、磁極に沿って電波を放出する高速回転中性子星です。 (中性子星 超新星として知られている破滅的な爆発で死んだ星の死体です。これらの残骸の重力は、陽子を電子と一緒に粉砕して中性子を形成するのに十分強力です。

PSR J1141-6545は、太陽とほぼ同じ質量の白い矮星を囲んでいます。 白い小人 平均サイズの星が燃料を使い果たして外層を落とした後に残された死んだ星の超高密度の地球サイズのコアです。私たちの太陽は、銀河のすべての星の90%以上がそうであるように、ある日、最終的に白い矮星になります。

パルサーは、白色矮星を5時間未満のタイトな高速軌道で周回し、時速約620,000マイル(100万km / h)で宇宙を駆け巡り、星間の最大距離は太陽のサイズよりもわずかに大きく、研究筆頭著者のVivek Venkatraman Krishnanは、ドイツのボンにあるマックスプランク電波天文研究所の宇宙物理学者で、Space.comに語った。

研究者は、オーストラリアのParkesおよびUTMOST電波望遠鏡を使用して、パルサーからのパルスが約20年の期間にわたって100マイクロ秒以内の精度で地球に到達した時期を測定しました。これにより、パルサーと白色矮星が互いに周回する方法の長期的なドリフトを検出することができました。

このドリフトの他の考えられる原因を取り除いた後、科学者たちはそれがフレームのドラッグの結果であると結論付けました:急速に回転する白い小人が時空を引っ張る方法により、パルサーの軌道は時間とともにゆっくりとその方向を変化させました。フレームの引きずりのレベルに基づいて、研究者たちは、白い小人がその軸を1時間に約30回渦巻くと計算しました。

以前の研究では、白色の矮星がこのバイナリシステムでパルサーの前に形成されたことが示唆されました。そのような理論モデルの1つの予測は、パルサー形成超新星が発生する前に、パルサーの前駆細胞が約16,000年の間に約20,000地球の質量に相当する物質を白色矮星に放出し、そのスピン速度を押し上げたというものです。

「PSR J1141-6545のような、パルサーが白い矮星よりも若いシステムは、非常にまれです」と、ベンカトラマンクリシュナン氏は語った。新しい研究は、「20年以上前に提案された、このバイナリシステムがどのようになってきたかという長年の仮説を確認している」。

研究者たちは、フレームドラッグを使用して、それを引き起こしている回転している星への洞察を生み出したと指摘しました。将来的には、同様の方法を使用して連星中性子星を分析し、内部組成についてさらに学ぶことができると述べています。「これは、50年以上観測された後でも、まだ処理されていません」Venkatramanクリシュナンは言った。 「中性子星内部の物質の密度は実験室で達成できるものをはるかに超えているので、この技術を使用して中性子星システムを2倍にすることで学ぶべき新しい物理学がたくさんあります。」

詳細な科学者 彼らの発見 今日(1月30日)サイエンス誌のオンラインで。

  • 中性子星の内部(インフォグラフィック)
  • パルサーとは何ですか?
  • 写真で:アインシュタインの1919年の日食実験は一般相対性理論をテストします

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