Gravidade, uma das quatro forças fundamentais da natureza, é uma constante fundamental da física, por isso é importante para testar esta suposição básica usando objetos em lugares diferentes, horários e condições gravitacionais. O fato de que vemos gravidade executar o mesmo no nosso Sistema Solar como faz em um sistema de estrelas distantes ajuda a confirmar que a constante gravitacional é verdadeiramente universal, de acordo com um estudo de décadas de um pulsar distante pelo Telescópio Green Bank eo Observatório de Arecibo .
Os astrónomos que usam o telescópio Bank (NSF) Verde da Fundação Nacional de Ciência (GBT), em West Virginia e seu Observatório de Arecibo, em Porto Rico realizou um estudo de 21 anos para medir com precisão o "tick-tick-tick" constante de um pulsar conhecido como PSR J1713 0747. Esta meticulosa investigação produziu o melhor de sempre de restrição a constante gravitacional medido fora do nosso Sistema Solar.
Pulsares são os que gira rapidamente, restos superdensas de estrelas massivas que explodiram como supernovas. Eles são detectados a partir da Terra pelos feixes de ondas de rádio que emanam de seus pólos magnéticos e varrem através do espaço como o pulsar gira. Uma vez que eles são fenomenalmente densa e enorme, ainda relativamente pequena - uma mera 20-25 quilómetros de diâmetro - alguns pulsares são capazes de manter sua taxa de rotação com uma consistência que rivaliza com os melhores relógios atômicos na Terra. Isso faz com que pulsares laboratórios cósmicos excepcionais para estudar a natureza fundamental do espaço, do tempo e da gravidade.
Este pulsar em particular é cerca de 3.750 anos-luz da Terra. Ele orbita uma estrela anã branca companheiro e é um dos mais brilhantes, mais estáveis pulsares conhecidos. Estudos anteriores mostram que leva cerca de 68 dias para a pulsar para orbitar sua companheira anã branca, o que significa que eles compartilham uma órbita invulgarmente grande. Esta separação é essencial para o estudo da gravidade porque o efeito da radiação gravitacional - a conversão constante de velocidade orbital de ondas gravitacionais como previstos por Einstein - é incrivelmente pequeno e teria impacto insignificante sobre a órbita do pulsar. Uma mudança orbital mais pronunciada iria confundir a precisão do experimento calendário pulsar.
"A consistência estranha desse remanescente estelar oferece evidência intrigante que a força fundamental da gravidade - o grande 'G' da física - permanece sólida em todo o espaço", disse Zhu Weiwei, um astrônomo anteriormente com a Universidade de British Columbia, no Canadá e autor de um estudo aceito para publicação no Astrophysical Journal. "Esta é uma observação que tem implicações importantes em cosmologia e algumas das forças fundamentais da física."
"A gravidade é a força que une estrelas, planetas e galáxias juntas", disse Scott Ransom, astrônoma do Observatório Nacional de Radioastronomia em Charlottesville, Virgínia. "Embora ele aparece na Terra para ser constante e universal, existem algumas teorias em cosmologia sugerem que a gravidade pode mudar ao longo do tempo ou podem ser diferentes em diferentes cantos do Universo. "
Os dados obtidos durante esta experiência são consistentes com uma constante gravitacional imutável num sistema de estrela distante. Pesquisa em nosso próprio Sistema Solar, que foi baseado em estudos que vão de laser precisas da distância Terra-Lua visados, encontrou a mesma consistência ao longo do tempo.
"Estes resultados - novos e antigos - nos permitem descartar com boa confiança de que poderia haver momentos ou locais com comportamento gravitacional diferente 'especiais'", acrescentou Ingrid Stairs, um co-autor da University of British Columbia, no Canadá. "As teorias de gravidade que são diferentes de relatividade geral, muitas vezes fazer tais previsões, e temos que colocar novas restrições sobre os parâmetros que descrevem essas teorias."
A imagem Chandra no topo da página de G54.1 + 0,3 mostras de raios-X Chandra da supernova em azul, e os dados do Spitzer em verde (comprimento de onda mais curto de infravermelho) e vermelho-amarelo (comprimento de onda infravermelho). A fonte branca perto do centro da imagem é um denso, de rotação rápida estrela de nêutrons, ou "pulsar", deixados para trás após uma explosão de supernova de colapso de núcleo. O pulsar gera um vento de partículas de alta energia - visto nos dados de Chandra - que se expande para o ambiente circundante, iluminando o material ejetado na explosão de supernova.
Este trabalho foi parte do Observatório norte-americana Nanohertz para ondas gravitacionais (NANOGrav), um Centro de Física Fronteiras financiado pela NSF.
O Galaxy diário via NRAO
Crédito da imagem: B. Saxton (NRAO / AUI / NSF)
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