Изкривяване на пространството скри пулсар от полезрението

Пулсарът J1906, един от въртящите се „маяци“ на Дълбокия космос, изчезна от полезрението на астрономите.

Деформация на структурата на пространство-времето го скри от наблюдателите на Земята.

Малкият, но притежаващ огромна маса пулсар е плътно прикован на много близка орбита до още една звезда.

Силата на привличане между двата обекта е толкова голяма, че поражда вълни и деформира пространството, предизвиквайки треперенето на пулсара.

Проследявайки движението на пулсара в продължение на почти пет години, астрономите определили неговата маса и изчислили гравитационното смущение.

А след това пулсарът изчезнал.

Излъчваните от въртенето пулсиращи радиосигнали сега подминават Земята. Както изчислили изследователите, това явление може да се обясни с един вид прецесия – умиращата звезда се е хвърлила във вдлъбнатина в пространство-времето, породена от собствената ѝ орбита.

Изследването било публикувано в The Astrophysical Journal и представено на 225-ата среща на Американското астрономическо общество.

Озарение

Пулсарът е малка, но невероятно плътна неутронна звезда, останки от колапс на свръхнова.

Водещият автор на изследването Джоари ван Льовен от Нидерландския институт по радиострономия казва, че пулсарите имат маса като на нашето Слънце, а диаметърът им обикновено не превишава 10-20 километра.

Когато неутронните звезди се проявяват в бинарни системи, те попадат в областта на приложимост на общата теория на относителността и трябва да пораждат около себе си вълнообразни изкривявания на повърхността на пространство-времето – нещо подобно на кръговете във водата от хвърлен камък.

Подобни изкривявания, съществуващи засега само теоретично, са получили названието гравитационни вълни и учените много се надяват един ден да ги открият в действителност.

Пулсарът J1906, за който става дума, е попаднал пред очите на астрономите случайно, по време на изследване, което Ван Льовен и колегите му провеждали в обсерваторията Пуерто Рико.

„Това беше истински момент на озарение!“, разказва ученият на пресконференция.

„Беше много странно, защото този участък от небето е изследван надлъж и нашир много пъти, а след това на него се появи нещо съвсем ново и ярко“, спомня си астрофизикът.

Скоро се оказало, че пулсарът си има звезда спътник, и именно това откритие разширило границите на знанията на учените за тези удивителни системи.

Тези два обекта извършат оборот един около друг само за четири часа, при това самият пулсар се върти със скорост седем оборота в секунда, насочвайки двата си радиолъча – подобно на въртяща се полицейска лампа – през космическото пространство към Земята, където тези сигнали се получават във вид на периодични импулси.

Плаващата ос

През следващите пет години екипът на д-р Ван Льовен изследвал идващите радиовълни практически в ежедневен режим с помощта на петте най-мощни телескопа в света.

За това време учените фиксирали около милиард оборота, извършени от пулсара.

„Измервайки движението на пулсара, ние получихме възможност да измерим гравитационното взаимодействие между двете свързани изключително компактни звезди с достатъчна точност“, казва колегата му и съавтор проф. Ингрид Стейрс от Университета на Британска Колумбия, Канада.

Всяка от двете звезди с размер на среден град е около 1,3 пъти по-тежка от Слънцето, при това те се намират на разстояние само един слънчев диаметър една от друга.

„В резултат между тях възникват изключително мощни гравитационни сили, които пораждат множество удивителни ефекти“, добавя тя.

Главният от тях се явява изкривяването на пространствено-времевата структура и треперене, което в резултат е довело до изчезването на звездата от нашето полезрение – сега J1906 свети някъде на друго място и ще свети още известно време.

Оста на пулсара се измества с два градуса всяка година и според изчисленията на д-р Ван Льовен пулсарът трябва да се върне в полето на видимост от Земята около 2170 година.

Лаборатория за гравитация

Професор Тим О’Брайън, астрофизик от Манчестърския университет, смята, че подобни системи, измерени с такава точност, представляват естествени лаборатории за изучаване на гравитацията.

Ученият много внимателно следил развитието на проекта на своите колеги, макар че самият той не взел участие в тяхната работа.

„Използвайки тези пет телескопа по цял свят, те всъщност са могли да фиксират всеки от милиардата оборота, извършени за пет години. Абсолютно е невероятно, че са успели да измерят всички тези параметри с такава точност“, казва той.

„И изключително ни провървя, че открихме пулсара именно в този отрязък от неговото съществуване“, добавя ученият.