Двойной пульсар, который учёные-астрономы изучали несколько лет, исчез у них на глазах

Международная группа астрофизиков в течение пяти лет занималась наблюдением и исследованием расположенного в 25 тысячах световых лет от Земли двойного пульсара J1906. Учёные произвели измерение релятивистского искривления пространства–времени в поле гравитации двойной системы, состоящей из одной нейтронной звезды (или «белого карлика») и быстро вращающейся вокруг неё другой нейтронной намагниченной звезды незадолго до того, как потеряли их из виду.

Астрофизики смогли изучить некоторые характеристики редкого и загадочного обитателя нашей Вселенной, системы двойного пульсара J1906, незадолго до того, как деформация пространственно-временной плоскости скрыла её из поля наблюдения. Об этом со ссылкой на доклад, опубликованный в журнале The Astrophysical Journal.

Группа учёных из Нидерландского института радиоастрономии и Амстердамского университета под руководством доктора Юри ван Лювена успешно произвела измерение релятивистского искривления пространства-времени в поле гравитации двойной системы. 

«Результаты нашей работы очень важны, так как определить массу небесного тела в его свободном полёте чрезвычайно трудно. Это – проблема, потому что измерение массы необходимо для точного понимания гравитации, как силы, которая тесно связана с поведением пространства и времени на всех уровнях нашей Вселенной», - заявил Юри ван Лювен.

Двойной пульсар J1906, орбитальный период которого составляет около четырёх  часов, находится в шаровом звездном скоплении Терзян 5 на расстоянии 7670 парсек от Солнца. Пульсар был обнаружен в 2004 году обсерваторией в Аресибо и излучает пучки радиоволн каждые 144 мс. Взрыв, в результате которого был образован этот пульсар, произошёл всего 100 тыс. лет назад, его двойная система ещё не успела войти в какое-либо стабильное состояние, и её, образно говоря, «корёжит».

«Точно отслеживая движение пульсара, мы смогли измерить гравитационное взаимодействие между двумя очень компактными звёздами с предельной точностью. Масса каждой из этих двух звёзд больше массы Солнца, но расстояние между ними в 100 раз меньше расстояния от Земли до Солнца. И в результате экстремальная гравитация вызывает множество занимательных эффектов. Одно из таких проявлений – геодезическая прецессия. Когда вы запускаете волчок, вращается не только сам волчок, но и его ось вращения начинает описывать некоторую окружность. Согласно Общей теории относительности, нейтронные звёзды тоже должны испытывать прецессию во время движения в гравитационном колодце массивной звезды–компаньона. Виток за витком пульсар проходит через искривлённую область пространства–времени, и это отражается на положении оси вращения пульсара»,– рассказывает одна из соавторов исследования, профессор Университета Британской Колумбии Ингрид Стэйрс.

«В течение года наблюдений ориентация оси вращения пульсара изменилась на 2,2 градуса»,– поясняет профессор Стэйрс.

«Пульсар сейчас исчез из виду, и он теперь невидим даже для самых больших телескопов. Мы впервые наблюдали, как пульсар исчез в результате прецессии»,– добавил ван Лювен,– «Этот космический волчок вновь должен появиться в поле зрения, когда ось очертит полную окружность, но на это может уйти до 160 лет».

Исследователи произвели измерения прецессии пульсара J1906: из–за искривления пространства–времени орбита пульсара оказалась короче примерно на одну миллионную часть, чем если бы орбита проходила в плоском пространстве-времени.