Радиоастрономы обнаружили звездное трио, которое поможет проверить Общую теорию относительности Эйнштейна. Этим занимаются астрономы из института им. Макса Планка в германском Бонне. Они изучают пульсар, находящийся на орбите двойной звездной системы.

Двойные звезды - весьма распространенное явление во вселенной. Так называют две звезды, находящиеся на небольшом расстоянии друг от друга и вращающиеся вокруг общего центра масс. Например, ближайшая к Солнцу звезда Альфа Центавра является двойной (или даже тройной, если посчитать красного карлика Проксиму Центавра) звездной системой.

По своей природе пульсар представляет собой нейтронную звезду - остаток после взрыва сверхновой. Этот взрыв когда-то в прошлом завершил жизнь массивной звезды. Хотя плотность вещества на месте взрыва сверхновой была недостаточна, чтобы превратить ее в черную дыру, ядра атомов в ней сжались до потери структуры. В результате, образовалась однородная сфера из нейтронов - нейтронная звезда.

Пульсарами становятся те нейтронные звезды, в которых магнитное поле наклонено по отношению к оси вращения. Этот наклон вызывает периодические вспышки и затухания видимого излучения (отсюда и название). Ученым же особо важен тот факт, что периодичность пульсаров соблюдается очень точно и не уступает по устойчивости атомным часам. Благодаря этому свойству астрономы могут определить, живет ли далекий пульсар самостоятельно или находится на орбите другой звезды. Вращаясь вокруг определенной точки, пульсар регулярно приближается к Земле и удаляется от нее. В результате, как это предсказано эффектом Допплера, частота его излучения увеличивается и уменьшается. По статистике, примерно 80% пульсаров, вращающихся с большой частотой, имеют звезду-компаньона.

Пульсар PSR J0337 +1715 был обнаружен американской Национальной Радиоастрономической обсерваторией в Вирждинии в 2007 году. Как вы наверняка догадались, странные колебания частоты пульсара заставили ученых поломать голову. В конце концов, аспирантку из Канады Энни Арчибальд осенило, и ученые получили модель тройной системы из двух звезд и пульсара, которая полностью объясняла аномалии в колебании частоты радиоизлучения. Итак, масса пульсара в 1,4 раза больше массы Солнца. Он вращается вокруг своей оси с частотой 366 раз в секунду и образует тесную систему с белым карликом, который в пять раз легче Солнца. Период обращения пульсара в системе оставляет всего 1,6 дня, что указывает на малое расстояние между ним и второй звездой. Второй белый карлик (0,41 массы Солнца) расположен на удалении и вращается вокруг основной пары с периодом 327 дней.

Ученые полагают, что тройных систем с пульсарами существует очень мало - не более сотни на всю нашу галактику. По мнению немецких ученых, такие объекты дают нам возможность проверить принцип эквивалентности масс из Общей теории относительности. Дело в том, что для описания массы существует две концепции. Инерциальная масса описывает взаимодействие материи с другой материей. Например, толкать коляску проще, чем автомобиль, потому что инерциальная масса коляски меньше. Гравитационная масса описывает гравитационное поле вещества: гиря тяжелее пера, потому что ее гравитационная масса больше. В простейшем виде принцип эквивалентности гласит: инерционная и гравитационная массы равны. У Эйнштейна все немного сложнее. Важнее же то, что по уравнению E = mc² энергия строго связана с массой. Таким образом, энергия гравитационного поля, в котором находится объект, должна создавать дополнительную массу. Масса объекта при этом возрастает. И согласно сильному принципу эквивалентности, эта "самовызванная" масса должна быть равна инерциальной.

Попытки проверить сильный принцип эквивалентности начались в 1970-х годах. Ученые изучали систему Земли-Луны в гравитационном поле Солнца, системы пульсара и звезды в гравитационном поле галактики, но все измерения были ограничены достижимой точностью. "Самовызванная" гравитация Земли слишком мала - она должна составлять примерно одну миллиардную ее массы, да и энергия гравитации галактики очень слаба. Новая система PSR J0337 +1715 дает гораздо больше возможностей для проверки теории. Индуцированная гравитация пульсара, должна достигать 10% его собственной массы, а гравитационное поле соседнего белого карлика достаточно велико. Отслеживая эволюцию системы, ученые смогут проверить сильный принцип эквивалентности масс в сто раз точнее, чем это было возможно ранее. На эту работу потребуется не более года.

• < Назад
• Вперёд >