Schnell drehenden Stern testet Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie

Ein einzigartiges dreifach-Stern-System kann Wissenschaftler einige der Schwerkraft Konflikte hinter allgemeinen Relativitätstheorie und alternative Theorien von Schwerkraft zu lösen helfen.

Ein Dichter, schnell drehenden Stern bekannt als ein Millisekunde Pulsar eng ein Weißer Zwergstern, als das Paar umkreist Wanderungen rund um einen zweiten weißen Zwerg. Die drei Sterne überfüllt sind kleiner als die Umlaufbahn der Erde um die Sonne in einer Region des Weltraums.

"Dies ist der erste Millisekunde Pulsar in einem solchen System gefunden, und wir sofort erkannt, dass es uns eine Riesenchance Studie zu den Auswirkungen der Schwerkraft, bietet" führen Autor Scott Ransom des National Radio Astronomy Observatory (NRAO) in einer Erklärung sagte. [6 weird Facts über die Schwerkraft]

"Dieses Tripel-System ein natürliche kosmische Labor gibt uns viel besser als alles, was vor zu finden, um zu lernen, wie diese drei-Körper-Systeme funktionieren, und potenziell zur Erkennung von Problemen mit der allgemeinen Relativitätstheorie, die Physiker erwarten, unter extremen Bedingungen zu sehen," hinzugefügt Lösegeld.

Ein einzigartiges system

Wenn ein massereicher Stern in einer gewaltsamen Supernova explodiert, kann der verbleibende Kern in einer schnell drehenden Objekt bekannt als ein Neutronenstern umgewandelt werden. Diese unglaublich dicht Sterne packen der Masse von 1,4 Sonnen in einen Raum etwa die Größe von Washington, D.C.

Wenn solch ein Neutronenstern auch dreht, bekannt es wie ein Pulsar; außergewöhnlich schnell drehenden Sternen werden Millisekundenpulsare genannt.

Liegenden 4.200 Lichtjahre von der Erde, die Millisekunde Pulsar PSR J0337 + 1715 Spins 366 Mal pro Sekunde, emittierende Radio Wellen viel wie ein Leuchtturm strahlt sichtbares Licht. Die schnell drehenden Sterne im Jahr 2011 im Rahmen einer groß angelegten Suche nach Pulsaren mit der NRAO Green Bank Telescope Doktorand Jason Boyles, dann an der West Virginia University entdeckte. Wissenschaftler erkannte schnell, dass der Pulsar im Orbit mit zwei Toten Sternen bekannt als weiße Zwerge.

"Die gravitativen Störungen jedes Mitglied dieses Systems durch die anderen auferlegt sind unglaublich rein und stark", sagte Lösegeld. "Die Millisekunde Pulsar dient als ein äußerst leistungsfähiges Werkzeug für die Messung dieser Störungen unglaublich gut."

Precision Timing der Impulse vom drehenden Stern erlaubt die Wissenschaftler um Details des Systems zu berechnen. [Top 10 Sterne Geheimnisse]

"Wir haben einige die genauesten Messungen der Massen in der Astrophysik gemacht,", sagte Studie Teammitglied Anne Archibald, der dem niederländischen Institut für Radioastronomie, in derselben Anweisung.

"Einige unserer Messungen der relativen Positionen der Sterne in das System auf mehrere hundert Meter genau", sagte Archibald.

Die wahre Natur der Schwerkraft

Als Albert Einstein seine allgemeine Relativitätstheorie im Jahre 1905 veröffentlichte, definierte er Schwerkraft als eine Verzerrung der Raumzeit durch massive Objekte. Aber spätere Entdeckungen führten zu versuchen, ein besseres Verständnis der Kraft entwickeln.

Die neu entdeckte Tripel-System können Wissenschaftler studieren einen Verstoß gegen ein Konzept, bekannt als das Äquivalenzprinzip, wonach die Schwerkraft die Effekte nicht auf die Natur oder die interne Struktur eines Körpers abhängen.

Das bekannteste Beispiel für dieses Konzept kommt aus der Geschichte, wobei italienische Astronom Galileo Galilei angeblich zwei Kugeln aus verschiedenen Massen von oben auf den schiefen Turm von Pisa sank, aber es keine historischen Konformation des berühmten Märchens gibt. Im Jahr 1971 durchgeführt Apollo 15 Kommandant Dave Scott ein ähnliches Experiment, wenn ließ er eine Falcon-Feder und eines Hammers auf der airless Oberfläche des Mondes.

Die gleichen schnellen Impulsen, die Lösegeld Team genau die Bewegung der Sterne Messen erlaubt können auch eine reale Schwerkraft Labor erstellen.

Wenn die Reste von den massiven Stammvater Stern in einem Neutronenstern zusammenbrechen, wird einige der Masse in gravitative Bindungsenergie, die die Super-Dichte Star zusammenhält umgewandelt. Nach dem starken Äquivalenzprinzip reagiert die Bindungsenergie gravitativ als Masse, während die Alternativen zur allgemeinen Relativitätstheorie sagen, dass es nicht tun wird.

"Dieses System bietet die beste Test noch davon der Fall ist," sagte Lösegeld.

Wenn Einsteins Theorie in allen Fällen korrekt ist, würde der Gravitationseffekt des äußeren Weißen Zwerges für den inneren weißen Zwerg und der Neutronenstern identisch sein. Aber wenn das starke Äquivalenzprinzip ungültig ist, die äußeren Sterne Gravitationseffekte auf das innere System wäre etwas anders für jeden Stern.

Präzisions-Timing der Impulse Wissenschaftler weit genauer als bisher möglich, Abweichungen von dem starken Äquivalenzprinzip testen eine Abweichung erlauben würde, die zu einem besseren Verständnis der Schwerkraft, führen würde, sagte der Forscher.

"Dies ist ein faszinierendes System in vielerlei Hinsicht, auch was eine völlig verrückte Bildung Geschichte gewesen sein muss und wir haben viel Arbeit zu tun, um voll und ganz verstanden habe," sagte Lösegeld.

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