Oto pięć spostrzeżeń z nowego badania:
1. Einstein miał rację, na tak wiele sposobów.
Duet pulsarów pozwala na pięć niezależnych testów ogólnej teorii względności w jednym, sprawdzając czy różne właściwości orbity odpowiadają przewidywaniom teorii Einsteina. Na przykład badacze mierzą tempo, w jakim elipsa orbity obraca się, czyli preces, aby sprawdzić, czy zgadza się ono z oczekiwaniami. Wszystkie parametry zgadzają się z Einsteinem.
Co więcej, mówi astrofizyk Scott Ransom z National Radio Astronomy Observatory w Charlottesville, Va, „każdy z poszczególnych testów ogólnej teorii względności stał się tak precyzyjny, że … efekty wyższego rzędu ogólnej teorii względności muszą być uwzględnione, aby dopasować dane.” Oznacza to, że pomiary są tak dokładne, że podpowiadają subtelne osobliwości grawitacji. „Wszystkie te rzeczy są naprawdę niesamowite”, mówi Ransom, który nie był zaangażowany w badania.
2. Fale grawitacyjne wysysają energię.
Obserwacje ujawniają, że orbita pulsarów kurczy się. Mierząc czas, w jakim pulsary pokonują każdą orbitę, badacze ustalili, że para zbliża się do siebie o około siedem milimetrów każdego dnia.
To dlatego, że podczas orbitowania pulsary wzbudzają fale grawitacyjne, tętnienia w czasoprzestrzeni, które wibrują na zewnątrz, przenosząc energię (SN: 12/18/15). To wymowne kurczenie się zostało po raz pierwszy zaobserwowane w latach 70-tych w układzie z jednym pulsarem i jedną gwiazdą neutronową, dostarczając wczesnych dowodów na istnienie fal grawitacyjnych (SN: 12/16/78). Ale nowy wynik jest 25 razy dokładniejszy niż wcześniejszy pomiar.
3. Pulsar traci masę i to ma znaczenie.
Jest też subtelniejszy efekt, który podrasowuje tę orbitę. Pulsary stopniowo zwalniają z czasem, tracąc energię obrotową. A ponieważ energia i masa to dwie strony tej samej monety, oznacza to, że szybszy pulsar traci około 8 milionów ton metrycznych na sekundę.
„Kiedy zdałem sobie z tego sprawę po raz pierwszy, naprawdę mnie to rozwaliło” – mówi Kramer. Chociaż brzmi to jak dużo, ta utrata masy równa się tylko niewielkiej korekcie orbity. Wcześniej naukowcy mogli pominąć ten efekt w obliczeniach, ponieważ korekta była tak mała. Jednak pomiar orbity jest teraz na tyle precyzyjny, że uwzględnienie go ma sens.
4. Możemy powiedzieć, w którą stronę pulsar się obraca, a to podpowiada jego pochodzenie.
Badając czas powstawania impulsów, gdy światło jednego pulsara przechodzi obok jego towarzysza, naukowcy mogą powiedzieć, w którym kierunku wiruje szybszy pulsar. Wyniki wskazują, że pulsar obraca się w tym samym kierunku, co jego orbita, a to dostarcza wskazówek, jak powstał duet pulsarów.
Dwa pulsary zaczęły się jako sąsiadujące gwiazdy, które eksplodowały, jedna po drugiej. Często, gdy gwiazda eksploduje, pozostawiona przez nią pozostałość zostaje wyrzucona, rozdzielając takie pary. Fakt, że szybszy pulsar obraca się w tym samym kierunku, w którym krąży, oznacza, że eksplozja, która go uformowała, nie dała mu zbyt wielu wstrząsów, co pomaga wyjaśnić, jak związek pozostał nienaruszony.
5. Mamy wskazówkę dotyczącą promienia pulsara.
Wiadomo, że efekty grawitacyjne powodują, że elipsa orbity precesuje, lub obraca się, o około 17 stopni na rok. Ale jest jeszcze subtelna zmiana, która staje się istotna w nowych badaniach. Pulsar ciągnie za sobą tkaninę czasoprzestrzeni, gdy się obraca, jak wirująca spódnica tancerki, zmieniając precesję.
