Kettős pulzár

A bináris pulzár  olyan pulzár , amelynek van egy második összetevője , gyakran egy neutroncsillag vagy fehér törpe . Legalább egy esetben ( PSR J0737-3039 ) a második komponens is pulzár. A bináris pulzárok egyike azon számos objektumnak, amelyek lehetővé teszik a fizikusok számára, hogy teszteljék az általános relativitáselmélet következtetéseit az ilyen objektumok közelében lévő erős gravitációs mezők miatt. Bár egy pulzár kísérő objektumot általában nehéz vagy lehetetlen közvetlenül megfigyelni, jelenléte meghatározható az impulzusok időzítésének tanulmányozásával ,  ami rádióteleszkópok segítségével nagy pontossággal lehetséges .

Történelem

Az első kettős pulzárt, a PSR B1913+16 -ot 1974-ben fedezték fel az Arecibói Obszervatóriumban Joseph Haughton Taylor és Russell Alan Hulse , akik 1993 -ban fizikai Nobel-díjat kaptak . Amikor Hulse megfigyelte a nyitott PSR B1913 + 16 pulzárt, észrevette, hogy a pulzálási frekvencia egy bizonyos mintának megfelelően változik. Arra a következtetésre jutottak, hogy a pulzár nagyon közel és nagy sebességgel forog egy másik csillag körül, a lüktetések periódusa a Doppler-effektusnak megfelelően változik : amikor a pulzár közeledik a megfigyelőhöz, gyakrabban figyelhetők meg az impulzusok, amikor a pulzár távolodik, a pulzusok száma az ugyanabban az időszakban rögzített impulzusok kisebbek lesznek. Az impulzusok úgy is felfoghatók, mint egy óra ketyegése; a ketyegés gyakoriságának változása a pulzár megfigyelőhöz viszonyított sebességének változását jelzi. Hulse és Taylor azt is megállapították, hogy a csillagok nagyjából egyenlő tömegűek az impulzus-ingadozások megfigyelésével, ami azt a feltételezést eredményezte, hogy a második komponens is neutroncsillag. Az impulzusokat 15 μs pontossággal figyeljük meg . [egy]

A PSR B1913+16 bináris pulzár vizsgálata a neutroncsillagok tömegének első pontos meghatározásához vezetett a relativisztikus idődilatáció tulajdonságainak felhasználásával. [2] Ha két test közel van egymáshoz, a gravitációs tér növekszik, az idő lassabban telik, és megnő a két impulzus közötti időintervallum. Ahogy a pulzár gyengébb mezőben mozog, az impulzusfrekvencia nő.

A gravitációs hullámok felfedezéséig és a LIGO -tanulmányokig [3] a bináris pulzárok voltak az egyetlen olyan objektumok, amelyekről a tudósok észlelni tudták a gravitációs hullámok létezését ; Az általános relativitáselmélet előrejelzése szerint két neutroncsillag gravitációs hullámokat bocsát ki, miközben egy közös tömegközéppont körül mozognak, ami a keringési energia csökkenését, a csillagok konvergenciáját és a keringési periódus csökkenését eredményezi. Egy 10 paraméteres modell, amely tartalmazza a Kepleri-pályákra vonatkozó információkat, a Kepleri-pályák korrekcióit (pl. periapszis sebessége, gravitációs vöröseltolódás , keringési periódus változása, relativisztikus idődilatáció ), elegendő a pulzár időbeli tulajdonságainak ábrázolásához. [4] [5]

A PSR B1913+16 rendszer keringési energiájának csökkenésének mérései szinte tökéletesen megfeleltek Einstein elméletének előrejelzéseinek. A relativitáselmélet azt jósolja, hogy a pálya energiája fokozatosan a gravitációs sugárzás energiájává alakul. A PSR B1913+16 keringési periódusára vonatkozó adatok Taylor, J. M. Weisberg (Eg .  Joel M. Weisberg ) és munkatársai által megerősítik az elmélet következtetéseit; 1982-ben [2] és később [1] [6] a tudósok megerősítették, hogy különbség van a megfigyelt időintervallumban a két minimum között, összehasonlítva a várható idővel, amikor az összetevők közötti távolság állandó. A felfedezés után egy évtizedig a rendszer keringési ideje évente 76 milliomod másodperccel csökkent. A későbbi megfigyelések megerősítették ezt a következtetést.

Hatások

Néha a bináris pulzár második összetevője annyira megnövekszik, hogy az anyag egy része a pulzárra esik. A lehulló gáz felmelegszik, ami röntgensugárzást eredményezhet. Az anyagáramlás gyakran egy akkréciós korong kialakulásához vezet .

A pulzárok relativisztikus sebességgel mozgó részecskék szelét is létrehozzák, amely bináris pulzár esetén deformálhatja és tönkreteheti a rendszer alkotóelemeinek magnetoszféráját .

Jegyzetek

  1. ↑ 1 2 Weisberg, JM; Szép, DJ; Taylor, JH A PSR B1913+16 relativisztikus bináris pulzár időzítési mérései  //  The Astrophysical Journal  : Journal. - IOP Publishing , 2010. - Vol. 722 . - P. 1030-1034 . - doi : 10.1088/0004-637X/722/2/1030 . - Iránykód . - arXiv : 1011.0718v1 .
  2. ↑ 12 Taylor , JH; Weisberg, JM Az általános relativitáselmélet új tesztje – Gravitációs sugárzás és a bináris pulzár PSR 1913+16  //  The Astrophysical Journal  : Journal. - IOP Publishing , 1982. - Vol. 253 . - P. 908-920 . - doi : 10.1086/159690 . - .
  3. ↑ Abbott, Benjamin P. Gravitációs hullámok megfigyelése bináris fekete lyuk egyesüléséből  // Physical Review Letters  : folyóirat  . - 2016. - Kt. 116. sz . 6 . — P. 061102 . - doi : 10.1103/PhysRevLett.116.061102 . - . - arXiv : 1602.03837 . — PMID 26918975 .
  4. ↑ Weisberg, JM; Taylor, JH; Fowler, L. A. Gravitációs hullámok egy keringő pulzárból  // Scientific American  . - Springer Nature , 1981. - október ( 245. kötet ). - 74-82 . o . - doi : 10.1038/scientificamerican1081-74 . - .
  5. ↑ Prof. Martha Haynes Astro 201 Binary Pulsar PSR 1913+16 Weboldal . Letöltve: 2020. július 6. Az eredetiből archiválva : 2018. július 8.
  6. ↑ Taylor, JH; Weisberg, JM A relativisztikus gravitáció további kísérleti tesztjei a PSR 1913 + 16 bináris pulzárral  //  The Astrophysical Journal  : Journal. - IOP Publishing , 1989. - Vol. 345 . - P. 434-450 . - doi : 10.1086/167917 . - .

Linkek

  Ugrás a Wikidata elemre  Szótárak és enciklopédiák