Белый карлик впервые попался, закручивая пространство-время⁠⁠

В Радиоастрономическом институте Германии сообщили, что новые наблюдения подтверждают теорию относительности

Астрономы впервые смогли проследить за тем, как искажается структура пространства-времени вокруг быстро вращающегося белого карлика, наблюдая за уникальной двойной звездой PSR J1141-6545 в созвездии Мухи. Эти наблюдения в очередной раз подтвердили теорию относительности, сообщила в четверг пресс-служба немецкого Радиоастрономического института (MPIfR) со ссылкой на статью в журнале Science.

"Наблюдения за пульсаром, вращающимся вокруг этого белого карлика, показывают, что его орбита "качается" примерно на 150 км в стороны каждые два десятка лет под действием эффектов, связанных с "растягиванием" пространства-времени вокруг PSR J1141-6545", - сказал Виллем ван Штратен, астрофизик из Оклендского технологического университета (Новая Зеландия), чьи слова приводит пресс-служба MPIfR.

Считается, что любое скопление материи большой массы, в том числе и темной, взаимодействует со светом и заставляет его лучи искривляться, как это делают обычные оптические линзы. В некоторых случаях искривление пространства помогает астрономам увидеть сверхдалекие объекты, которые были бы недоступны для наблюдения с Земли без помощи подобных гравитационных линз.

Если же это скопление материи вращается, то оно искривляет не только свет, но и особым образом "закручивает" пространство вокруг себя. Этот процесс, так называемый эффект Лензе-Тирринга, релятивистский аналог знаменитой силы Кориолиса, заставляет ось вращения этих объектов "качаться" в стороны.

Следы существования этого эффекта были в прошлом году открыты у черной дыры V404 в созвездии Лебедя. "Закрученное" пространство особым образом разбило на части диск из материи, окружающий этот объект, превратив его в набор из нескольких колец, которые вращаются под разными углами друг к другу и периодически сталкиваются, порождая мощные вспышки света. У других небесных тел, как предполагали Лензе, Тирринг и Эйнштейн, его сила будет слишком небольшой, чтобы оказывать видимые изменения в их облике.

Ван Штратен и его коллеги выяснили, что подобные искривления в структуре пространства-времени можно наблюдать и вокруг некоторых белых карликов, наблюдая при помощи радиотелескопов за крайне необычной двойной звездой PSR J1141-6545.

По стопам Эйнштейна

Звезда PSR J1141-6545 состоит из двух типов "мертвых" светил - необычно крупного белого карлика, а также пульсара, вращающейся нейтронной звезды. Они удалены друг от друга на рекордно малое расстояние, благодаря чему пульсар совершает оборот вокруг своего соседа всего за пять часов и движется по орбите со скоростью в 1 млн км/ч.

Необычность PSR J1141-6545 заключается в том, что белый карлик в этой системе очень быстро вращается вокруг своей оси благодаря тому, что он родился раньше, чем это сделал его сосед. Это позволило ему "украсть" часть материи звезды, породившей пульсар, и раскрутиться в последние мгновения ее жизни.

Сверхбыстрая скорость вращения белого карлика, его высокая плотность и крайне малое расстояние между "половинами" PSR J1141-6545 натолкнули ван Штратена и его коллег на мысль, что эффект Лензе-Тирринга будет сильно влиять на характер движения пульсара по орбите.

Они проверили эту идею, используя два австралийских радиотелескопа, UTMOST и Паркс, наблюдая на протяжении нескольких лет за тем, как сильно "запаздывали" вспышки волн, вырабатываемые пульсаром в то время, когда он находился на противоположных концах его орбиты. Это позволило им измерить траекторию его движения с точностью в 30 км.

Эти замеры подтвердили, что орбита нейтронной звезды в системе PSR J1141-6545 действительно "качалась" под действием подобных релятивистских эффектов. Это не только еще раз подтвердило теорию относительности Эйнштейна, но и позволило ученым точно измерить массу, диаметр и другие свойства белого карлика и пульсара, в том числе скорости вращения, совпавшие с теоретически предсказанными значениями.

Все это, как считает ван Штратен, говорит о том, что подобные необычные объекты можно будет использовать для сверхточного изучения свойств пульсаров и белых карликов, а также раскрытия тайн устройства их материи, природа которой до сих пор остается предметом дискуссий среди физиков-теоретиков.

https://nauka.tass.ru/nauka/7650155