Бинарная система звезд подтверждает релятивистское перетаскивание кадра

Бинарная система звезд подтверждает релятивистское перетаскивание кадра

Когда массивный объект вращается, общая относительность предсказывает, что он тянет с собой окружающее пространство-время — явление, известное как затягивание кадра. Это явление вызывает прецессию орбитального движения гравитационно связанных объектов.

Хотя в ходе спутниковых экспериментов в гравитационном поле вращающейся Земли было обнаружено затягивание кадра, его эффект чрезвычайно мал, и его трудно измерить. Более массивные объекты, такие как белые карлики или нейтронные звезды, предоставляют более широкие возможности для наблюдения этого явления в гораздо более интенсивном гравитационном поле.

«Одно из первых подтверждений перетаскивания кадра — использование четырех гироскопов на спутнике, находящемся на орбите вокруг Земли, но в нашей системе эффекты в 100 миллионов раз сильнее», — сказал доктор Норберт Векс, научный сотрудник Института радиоастрономии имени Макса Планка.

Доктор Векс, доктор Вивек Венкатраман Кришнан, также из Института Радиоастрономии имени Макса Планка, и их коллеги использовали 64-метровый радиотелескоп CSIRO Parkes для наблюдения за PSR J1141-6545, молодым пульсаром на бинарной орбите с белым карликом. Ученые измеряли время прибытия импульсов с точностью до 100 микросекунд в течение почти двадцати лет, что позволило им определить долгосрочный дрейф в параметрах орбиты.

Устранив другие возможные причины этого дрейфа, они пришли к выводу, что он является результатом прецессии Лензе-Тирринга, обусловленной быстрым вращением белого карлика-компаньона. Полученные результаты подтверждают предсказание общей относительности и позволяют команде сдерживать скорость вращения белого карлика.

«Сначала звездная пара проявила многие из классических эффектов, предсказанных теорией Эйнштейна». Затем мы заметили постепенное изменение ориентации плоскости орбиты», — сказал доктор Кришнан.

«Мы постулировали, что это может быть, по крайней мере частично, из-за так называемого перетаскивания кадров, которому подвергается вся материя в присутствии вращающегося тела, как предсказывали австрийские математики Ленз и Тирринг в 1918 году», — сказал доктор Пауло Фрейре, также из Института радиоастрономии им. Макса Планка.

«После исключения ряда потенциальных экспериментальных ошибок мы начали подозревать, что взаимодействие между белым карликом и нейтронной звездой не было таким простым, как предполагалось до настоящего времени», — сказал доктор Виллем ван Стратен из Оклендского технологического университета.

Популярные материалы