Un laboratorio único y exótico a unos 6.800 años luz de la Tierra está ayudando a los astrónomos con base en la Tierra a probar la teoría de la relatividad general de Albert Einstein de formas que hasta ahora no eran posibles. Y las observaciones coinciden exactamente con las predicciones de la relatividad general, dicen los científicos en un artículo que se publicará en la edición del 26 de abril de la revista. Ciencias.
Utilizando el Very Large Telescope de ESO junto con otros radiotelescopios, John Antoniadis, estudiante de doctorado en el Instituto Max Planck de Radio Astronomía (MPIfR) en Bonn y autor principal del artículo, dice que el extraño par de estrellas es un excelente caso de prueba para física.
"Estaba observando el sistema con el Very Large Telescope de ESO, buscando cambios en la luz emitida por la enana blanca causada por su movimiento alrededor del púlsar", dice Antoniadis. “Un análisis rápido sobre el terreno me hizo darme cuenta de que el púlsar era bastante pesado. Es el doble de la masa del Sol, lo que la convierte en la estrella de neutrones más masiva que conocemos y también en un excelente laboratorio de física fundamental ".
La extraña pareja consiste en una pequeña estrella de neutrones inusualmente pesada que gira 25 veces por segundo. El púlsar, llamado PSR J0348 + 0432, son los restos de una explosión de supernova. Dos veces más pesado que nuestro Sol, el púlsar encajaría dentro de los límites del área metropolitana de Denver; tiene solo 20 kilómetros de ancho o aproximadamente 12 millas. La gravedad en esta extraña estrella es más de 300 mil millones de veces más fuerte que en la Tierra. En su centro, donde la intensa gravedad aprieta la materia aún más estrechamente, un bloque de cosas de estrellas del tamaño de un cubo de azúcar pesaría más de mil millones de toneladas. Solo otros tres púlsares fuera de los cúmulos globulares giran más rápido y tienen períodos más cortos.
Además, una enana blanca mucho más grande, el núcleo extremadamente caliente y quemado de una estrella similar al Sol, gira alrededor de J0348 + 0432 cada 2.5 horas.
Como consecuencia, los radioastrónomos Ryan Lynch y sus colegas que descubrieron el púlsar en 2011, se dieron cuenta de que la pareja permitiría a los científicos probar teorías de la gravedad que antes no eran posibles. La teoría general de la relatividad de Einstein describe la gravedad como una curvatura en el espacio-tiempo. Como una bola de boliche acurrucada en una sábana estirada, el espacio-tiempo se dobla y deforma en presencia de masa y energía. La teoría, publicada en 1916, ha resistido todas las pruebas hasta la explicación más simple de los fenómenos astronómicos observados. Otras teorías de la gravedad hacen predicciones diferentes, pero estas diferencias se revelarían solo en campos gravitacionales extremadamente fuertes que no se encuentran dentro de nuestro sistema solar. J0348 + 0432 ofreció la oportunidad de estudiar la teoría de Einstein en detalle.
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Este video muestra la impresión de un artista del exótico doble objeto conocido como PSR J0348 + 0432. Este sistema irradia radiación gravitacional, u ondas, en el espacio-tiempo. Aunque estas ondas aún no pueden ser detectadas directamente por los astrónomos en la Tierra, sí pueden detectarse indirectamente midiendo el cambio en la órbita del sistema a medida que pierde energía. Crédito: ESO / L.Calçada
El equipo de Antoniadis combinó las observaciones de la enana blanca del Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral con la sincronización precisa del púlsar desde otros radiotelescopios, incluido el Green Bank Telescope en West Virginia, el radiotelescopio Effelsberg de 100 metros en Alemania y el Observatorio de Arecibo en Puerto Rico Los astrónomos predicen que los binarios de púlsar cercanos irradian ondas de gravedad y pierden cantidades diminutas de energía con el tiempo, lo que hace que el período orbital del compañero enano blanco cambie ligeramente. Los astrónomos descubrieron que las predicciones para este cambio coincidían estrechamente con las de la relatividad general, mientras que las teorías en competencia eran diferentes.
"Nuestras observaciones de radio fueron tan precisas que ya hemos podido medir un cambio en el período orbital de 8 millonésimas de segundo por año, exactamente lo que predice la teoría de Einstein", afirma Paulo Freire, otro miembro del equipo, en el comunicado de prensa.
Fuentes:
ESO: Einstein tenía razón, hasta ahora
Revista Astrofísica: The Green Bank Telescope 350 MHz Drift-scan Survey II: Análisis de datos y la sincronización de 10 nuevos pulgares, incluido un binario relativista
Centro de Aspen para la aplicación física de física de la reunión de milisegundos de los Pulsars, enero de 2013: El PSR binario relativista compacto J0348 + 0432
