Újabb szigorú próbát állt ki a relativitáselmélet

938

Az 1915-ben született elmélet első igazolása az 1919-es napfogyatkozáskor megfigyelt fényelhajlás jelensége volt, és a sikeres teszt már akkor fényesen bizonyította a fizikának minden bizonnyal új utakat nyitó teória szokatlan és merész állításainak helyességét. Most, közel egy évszázaddal a naprendszerbeli teszt után egy nemzetközi tudóscsoport egy kettős pulzár fedéseinek 4 évig tartó aprólékos vizsgálatai során ismét hibátlan egyezést talált az elmélet jóslatai és a megfigyelések adatai között.

Az 1967-ben felfedezett pulzárok szupernóva-robbanások során keletkezett csillagtetemek, melyek tisztán neutronokból állnak, így elképesztően nagy a sűrűségük: a mindössze átlagos földi nagyvárosnyi mérethez hozzávetőleg egy naptömegnyi anyag társul! A "közönséges" neutroncsillagoktól eltérően a pulzárok mágneses pólusain sugárzási nyaláb indul a világűr felé. Ezt a sugárzást egyfajta kozmikus világítótoronykényt figyelhetjük meg itt a Földön, amelynek periodikus fel-felvillanásait a pulzár forgása okozza. A tengelykörüli forgás sebessége pulzároknál másodpercenként több száz is lehet.

Eddig körülbelül 1700 pulzárt ismerünk, de a kutatók által vizsgált PSR J0737-3039A/B jelű objektum az egyedüli, ahol két pulzár gravitációsan kötött rendszert alkot egymás körül keringve. Különleges szerencse, hogy a rendszer keringési síkja épp egybeesik a látóirányunkkal, így megfigyelhetjük, ahogyan az egyik pulzár rádió hullámhosszakon megfigyelhető sugárnyalábjait eltakarja előlünk a társ körül kialakult fánk alakú, ionizált gázokból álló felhő.

Az Einstein-féle elmélet szerint két rendkívül nagytömegű objektum szoros rendszerében az egyik komponenes erős gravitációs vonzása annak gyors tengely körüli forgásával társulva a másik objektum forgástengelyének bukdácsolását, támolygását, szaknyelven precesszióját okozza. (Hasonló jelenséget figyelhetünk meg a búgócsiga gyors pörgésekor is.) Más, kettős rendszerekhez tartozó pulzárok esetén volt megfigyelhető nyoma ilyen precessziónak, azonban a pontos mérésre nem nyílt lehetőség.

A két pulzár fantáziarajza. A komponensek mindössze 144 perc alatt járják körbe a közös tömegközéppontot, egymástól való távolságuk hozzávetőleg kétszeres Föld-Hold távolság, azaz az egész rendszer kényelmesen elférne a Napban! A pulzárok forgási periódusa nem szokatlan, ámbár elképesztő: egyikük 2,8 másodperc, míg a másikuk mindössze 23 ezredmásodperc alatt fordul meg a tengelye körül. A rendszer tőlünk való távolsága körülbelül 1700 fényév. [Michael Kramer, Manchester-i Egyetem]

A Joddrell Bank Obszervatórium Robert C. Byrd Green Bank rádiótávcsövével a csillagászok 4 éve követik a pulzárok alkotta párost, így a beérkező jelek alapján sikerült meghatározni a rendszer geometriáját és nyomon követni az egyik pulzár forgástengelyének időbeli irányváltozásait. Ahogyan a forgástengely lassan elmozdult, a társ rádiójelében megfigyelhető fedések mintázata is vele együtt változott, mivel a hozzánk közelebbi pulzár körüli ionizált gázfelhő elnyelte a tőlünk távolabb lévő komponens nyalábjait. Az obszervatórium honlapján látványos animációk tölthetők le a rendszer geometriájára illetve a megfigyelt rádiójelekre vonatkozóan.

Victoria Kaspi, a kutatásban részt vevő McGill Egyetem Pulzár Csoportjának vezetője szerint pontosan ilyen "kozmikus laboratóriumra" van szükség az általános relativitáselmélet Földön meg nem figyelhető speciális jóslatainak ellenőrzésére és a kísérlet ezúttal is teljes sikerrel járt.

Az eredeti szakcikk a Science tudományos magazin július 4-i számában jelent meg.

Forrás:

Hozzászólás

hozzászólás