Um estranho par estelar cerca de 7.000 anos-luz da Terra providenciou físicos com um laboratório cósmico única para estudar a natureza da gravidade.
O extremamente forte gravidade de uma estrela de nêutrons maciço em órbita com um companheiro estrela anã branca coloca teorias concorrentes da gravidade para um teste mais rigoroso do que qualquer outro disponível antes.
Mais uma vez, a Teoria Geral da Relatividade de Albert Einstein, publicado em 1915, sai por cima.
A impressão deste artista mostra o exótico duplo objeto que consiste de uma pequena, mas a estrela de nêutrons muito pesado que gira 25 vezes por segundo, orbitou a cada duas horas e meia por uma estrela anã branca. A estrela de nêutrons é um pulsar chamado PSR J0348 0432 que está emitindo ondas de rádio que podem ser captadas na Terra por radiotelescópios. Embora este par incomum é muito interessante em seu próprio direito, é também um laboratório único para testar os limites das teorias físicas.
Este sistema está irradiando radiação gravitacional, ondulações no espaço-tempo. Embora estas ondas (mostrado como a grelha nesta figura) não podem ser ainda detectada directamente por astrônomos na Terra que pode ser indirectamente detectada através da medição da alteração na órbita do sistema, uma vez que perde energia. À medida que o pulsar é tão pequeno o tamanho relativo dos dois objetos não estão em escala.Crédito: ESO / L. Calçada
Em algum momento, no entanto, os cientistas esperam que o modelo de Einstein para ser inválido em condições extremas. Relatividade Geral, por exemplo, é incompatível com a teoria quântica. Os físicos esperam encontrar uma descrição alternativa da gravidade que eliminassem essa incompatibilidade.
Um pulsar recém-descoberto - uma estrela de nêutrons girando com o dobro da massa do Sol - e sua companheira anã-branca, orbitando um ao outro, uma vez a cada duas horas e meia, colocou teorias gravitacionais para o teste mais radical ainda. Observações do sistema, apelidado de PSR J0348 0432, produzidos resultados consistentes com as previsões da Relatividade Geral.
| A par com força em órbita foi descoberto com telescópio Green Bank da Fundação Nacional de Ciência (GBT), e, posteriormente, estudou em luz visível com o telescópio de Apache Point, no Novo México, o Very Large Telescope, no Chile, e do telescópio William Herschel, nas Ilhas Canárias . Observações de rádio extensivos com o telescópio de Arecibo, em Porto Rico e do telescópio Effelsberg na Alemanha rendeu dados vitais sobre as mudanças sutis na órbita do par.Num tal sistema, o decaimento da órbita e ondas gravitacionais são emitidos, transportando a energia do sistema. Por muita precisão da medição do tempo de chegada dos impulsos de rádio do pulsar durante um longo período de tempo, os astrônomos podem determinar a taxa de decomposição e da quantidade de radiação emitida gravitacional. |
A grande massa da estrela de nêutrons em PSR J0348 0432, a proximidade de sua órbita com o seu companheiro, eo fato de que a anã branca companheira é compacto, mas não outra estrela de nêutrons, todos fazem do sistema uma oportunidade sem precedentes para o teste de teorias alternativas de gravidade.
Sob as condições extremas de este sistema, alguns cientistas pensaram que as equações da relatividade geral não pode prever com precisão a quantidade de radiação emitida gravitacional, e, assim, alterar a velocidade de decaimento orbital.
Concorrentes teorias gravitacionais, eles pensaram, pode revelar-se mais precisa neste sistema.
"Nós pensamos que este sistema pode ser grande o bastante para mostrar uma avaria na Relatividade Geral, mas em vez disso, as previsões de Einstein resistiu bastante bem", disse Paulo Freire, do Instituto Max Planck de Radioastronomia, na Alemanha.
É uma boa notícia, dizem os cientistas, para os pesquisadores esperando para fazer a primeira detecção direta de ondas gravitacionais com instrumentos avançados. Pesquisadores utilizam esses instrumentos esperam detectar as ondas gravitacionais emitidas como tais pares densos como estrelas de nêutrons e buracos negros em espiral para dentro em direção colisões violentas.
As ondas gravitacionais são extremamente difíceis de detectar e mesmo com os melhores instrumentos, os físicos esperam que eles precisam conhecer as características das ondas que procuram, que serão enterrados em "ruído" de seus detectores. O conhecimento das características das ondas que procuram lhes permita extrair o sinal de que eles procuram ruído.
"Nossos resultados indicam que as técnicas de filtragem planejados para esses instrumentos avançados continuam válidas", disse Ryan Lynch, da Universidade McGill.
Freire e Lynch trabalhou com uma grande equipe internacional de pesquisadores. Eles relataram seus resultados na revista Ciência .
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