アインシュタインの一般相対性理論はもう一度確認されました。今回は地球から25,000光年のパルサーの揺れの中でです。 14年間にわたり、天文学者は中性子星PSR J1906 + 0746の回転を観測しました。
彼らの目標は？ 2つのパルサーが互いを周回するときの揺れ、つまり歳差運動を研究するには、一般相対論によって予測されるまれな現象です。
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グレゴリーデズヴィーニュ率いる天文学者たちが、サイエンス誌の9月6日号に結果を発表しました。彼らの発見は、私たちの銀河におけるこれらのいわゆるバイナリパルサーの数と、地球上で観測できる重力波（相対性理論によっても予測される）を生成する可能性がある中性子星の合併率を推定するのに役立ちます。
パルサーは高速で回転する中性子星で、磁極から荷電粒子のジェットを放出します。強い磁場が粒子をほぼ光速に加速し、宇宙の灯台のように空間に輝く電波のビームを生成します。時計のような精度で、パルサーは毎秒数千回まで回転し、ビームが地球を横切るときに予測可能なパルスを作成します。死んだ星のコンパクトなコアは、太陽よりも都市の空間に多くの質量を詰め込み、宇宙で最もコンパクトなオブジェクトです。一般相対性理論の理想的なテスト対象です。
「パルサーは他の方法ではできない重力のテストを提供することができる」とバンクーバーのブリティッシュコロンビア大学の研究の共著者であるイングリッド階段は声明で述べた。 「これはそのようなテストのもう一つの美しい例です。」
1915年にアルバートアインシュタインが最初に公式化した一般相対性理論は、物質とエネルギーが時空の構造をゆがめて重力を作り出す方法を説明しています。パルサーなどの高密度の物体は、時空を劇的に曲げることができます。 2つのパルサーが互いに軌道を回っている場合、一般的な相対性理論は、回転が遅いトップのように、回転時にわずかな揺れを生じる可能性があると予測しています。この重力の影響は、相対論的スピン歳差運動と呼ばれます。
天文学者が2004年にPSR J1906 + 0746を発見したとき、それは他のほぼすべてのパルサーのように見え、回転ごとに2つの明確な偏光ビームが見えました。しかし、中性子星が2年後に観測されたとき、1つのビームしか現れませんでした。 Desevignesのチームは、2004年から2018年にかけて観測をふるいにかけ、ビームの消失はパルサーの歳差運動が原因であると判断しました。
14年間のデータを使用して、50年にわたるモデルを開発し、歳差運動による両方のビームの消失と再出現を正確に予測しました。彼らがモデルを観測と比較すると、歳差運動の割合は一致しており、不確実性はわずか5％でした。データはアインシュタインの理論と完全に一致していました。
「実験を完了するのに長い時間がかかった」とマックスプランクインスティテュートの電波天文学研究部の基礎物理学部長のマイケルクレイマー氏は声明で述べた。 「辛抱強く勤勉であることは本当に報われた。」
