Pulsierende Sterne könnte Raumzeit um schwarze Löcher untersuchen.

Existiert eine pulsierende Sterne nahe dem Zentrum unserer Milchstraße Galaxie, wo ein riesiges Schwarzes Loch, lauern dass, könnte es die Funktionsweise von Albert Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie beleuchten Wissenschaftler sagen. Die Lichtblitze aus so ein Star, genannt einen Pulsar könnte verwendet werden, um festzustellen, wie viel das Ungetüm schwarze Loch Raumzeit um ihn herum verzerrt.

Im Gegensatz zu einem standard Stern emittieren Pulsare stetigen Lichtimpulse, die ihre Bewegung genau nachverfolgt werden können. Ein internationales Team von Astronomen hat vorgeschlagen, daß solche Präzision schaffen könnte ein besseres Verständnis für die Raumzeit um ein schwarzes Loch.

"Wir tausendmal besser machen können," sagte Astronom Jim Cordes von der Cornell University in New York SPACE.com.

Verfolgung der Umlaufbahn

In der Regel kombiniert Relativitätstheorie, Einstein, Raum und Zeit zusammen in eine mathematische Einheit bekannt als Raumzeit, die durch die Schwerkraft beeinflusst wird. Wenn die flache Weite des Raum-Zeit-mit einer Matratze verglichen werden könnte, würde ein massiven Körper wie ein schwarzes Loch es viel wie eine Person sitzt in der Mitte des Bettes Kurve.

Diese Einkerbungen beeinflussen die Bahnen der Körper um sie herum. Anstatt in stabilen Ellipsen, wird Objekte im Orbit leicht zu verschieben, oder präzidiert, mit jedem Eintauchen in die nun in geschnitzten Raumzeit vom schwarzen Loch. [Galerie: schwarze Löcher des Universums]

"Stattdessen der Aufrechterhaltung der gleichen Position im Raum, die Ellipse langsam herum dreht,", sagte Cordes.

Astronomen konnten erkennen, diese Bewegung in einem Stern durch die Messung wie die Lichtwellen, die es produziert sind verkürzt oder verlängert durch seine Bewegung, ein Prozeß bekannt als Doppler-Verschiebung. Während der Doppler-Verschiebung verursacht durch die Präzession in jeder Stern gemessen werden konnte, Pulsare bessere Kandidaten, diese Bewegung zu messen, sagte Forscher.

Geboren aus feurigen Supernova-Explosionen, packen Pulsare die Masse der Sonne in den Bereich einer Großstadt. Sie drehen schnell und strahlen einen stetigen Leuchtturm-Lichtstrahl, das sieht aus wie ein Impuls einschalten und Ausschalten als der Strahl dreht in Richtung und Weg von einem Beobachter.

Durch die Messung wie die Trennungen zwischen den Pulsen im Laufe der Zeit können Astronomen studieren wie die Raumzeit der Pulsar betroffen ist pflügt es durch.

"Messen wir die Ankunftszeit eines Impulses — im Falle einer in das galaktische Zentrum – zu etwa eine Millisekunde", sagte Cordes. "Das gibt uns eine sehr viel genauere Messung als nur die Messungen der Doppler-Verschiebung."

Im Zuge der Weiterentwicklung der Pulsar Umlaufbahn können Wissenschaftler seine neue Position verwenden, um die Schwerkraft rund um das schwarze Loch und der Masse der Riese selbst berechnen.

"Signale von der Krümmung der Raumzeit verzögert werden", sagte Forscher Kuo Liu, Norbert Wex und Michael Kramer, aller Max-Planck-Institut in Deutschland, SPACE.com per e-Mail. "Die weitere Verzögerung muss je näher das Signal an das schwarze Loch in ihren Weg zur Erde weitergeben."

Zur gleichen Zeit zerrt das schwarze Loch an die Raumzeit um ihn herum in einem Prozeß bekannt als Linse-Thiring-Effekt.

Cordes vergleicht diesen Effekt um einen Basketball in eine Wanne mit Wasser eintauchen. Wenn der Ball gesponnen wird, zieht es das Wasser, es zusammen mit ihm am nächsten. Wasser fühlt sich weiter entfernte weniger eines Effekts.

Raum-Zeit-fühlt sich den gleiche Schlepper um einen Pulsar.

Die Wissenschaftler beschrieben ihren Plan, Pulsare Auswirkungen auf Raum und Zeit in einer Publikation in der März-Ausgabe des Astrophysical Journal zu studieren.

Auf der Suche nach einem Stern

Astronomen haben noch einen Pulsar in der Nähe von Sagittarius A *, die Bezeichnung für das Radio-Objekt darstellen der Milchstraße zentrale schwarzen Loch zu finden. Aber da Pulsare ein natürliches Ergebnis in der Entwicklung massereicher Sterne sind, Cordes zeigte sich zuversichtlich, dass es viele gibt. Jedoch das galaktische Zentrum ist gefüllt mit Gas und Staub, dass Radio Streuwellen, versteckt sich das kleine Sterne aus unserer Sicht.

"Der ideale Pulsar wäre eine, die ein paar hundert Mal pro Sekunde dreht sein", sagte Cordes. "Wir würden, die eine Millisekunde Pulsar nennen, weil seine Spin-Periode ein paar Millisekunden wäre."

Die häufigeren Zecken könnten für höhere Genauigkeit bei der Messung der Krümmung der Raumzeit wie der Pulsar betroffen ist. Hunderte von diesen speziellen Neutronensterne sind bekannt in der gesamten Galaxie.

Leider machen die Gas- und Staubwolken einen besseren Job Blitze von einer Millisekunde Pulsar als aus einem langsam drehenden Sterne mehr zu blockieren.

Pulsare blinkt einmal pro Sekunde wäre die zweitbeste-Kandidat nach Cordes.

"sie sind weniger beeinflusst durch diesen Scatter-Effekt", sagte er.

Um nützlich zu sein, muss solch ein Pulsar in der Nähe des Schwarzen Lochs, mit einer Frist von nur wenigen Monaten oder weniger sein. Es sollte auch vom Äquator des Schwarzen Lochs geneigt werden.

Diese Pulsare können mit heutigen Teleskopen sichtbar. Das Green-Bank-Teleskop in West Virginia und die erweiterte Very Large Array sollte sowohl in der Lage, eine in der Mitte der Galaxie zu erkennen. Die Erdmännchen, einem Array-Teleskop im Bau befindliche Südafrika, sollte auch helfen, potenzielle Kandidaten zu offenbaren. [Video: 9 Pulsare offenbart durch neue Technik]

"Wir wirklich tun konnte nicht diese vor 10 Jahren, weil wir nicht empfindlich genug Radioteleskope, aber wir jetzt tun", sagte Cordes.

Zukünftige Teleskope wie das Square Kilometer Array, das den Himmel aus der südlichen Hemisphäre zu studieren, wird – eine Perspektive, die für einen besseren Blick auf das Zentrum der Galaxie ermöglichen – machen die Suche noch einfacher in ein weiteres Jahrzehnt, mit dem Potential, Pulsare in das Zentrum der Galaxie zu offenbaren.

Das Team ist zuversichtlich, dass es nur eine Frage der Zeit.

"Wir nie gemessen haben einen Pulsar, ein schwarzes Loch umkreisen, so ist dies Neuland,", sagte Cordes. "Es könnte eine riesige Auszahlung haben, wenn wir die richtigen Pulsare finden könnten."

Diese Geschichte wurde von zur Verfügung gestellt SPACE.com , eine Schwester-site zu LiveScience. Folgen SPACE.com für die neuesten Weltraumwissenschaft und Exploration News auf Twitter @Spacedotcom und auf Facebook.