Η «εξαφάνιση» ενός αστέρα νετρονίων και η στρέβλωση του χώρου. Scientists watch as pulsar vanishes thanks to warped space-time

Η τροχιά του πάλσαρ J1906. Arecibo Observatory. Illustration of one orbit of pulsar J1906 (on the right, with radio beams) around its companion (centered). In the space-time curvature caused by the companion (blue), the pulsar rotation axis slants throughout the orbit. For illustration the effect is exaggerated 1 million times here. Credit: Joeri van Leeuwen/ASTRON

Επιστήμονες από το Ολλανδικό Ινστιτούτο Ραδιοαστρονομίας παρακολούθησαν για μια πενταετία τη σταδιακή «εξαφάνιση» ενός αστέρα νετρονίων, μετρώντας έτσι με ακρίβεια τόσο τη μάζα όσο την αιτία της «εξαφάνισής» του – τη στρέβλωση του χώρου, λόγω του ισχυρού βαρυτικού πεδίου που αργά αλλά σταθερά μετέβαλλε την περιστροφή του.

Γνωστοί και ως πάλσαρ, οι περιστρεφόμενοι αστέρες νετρονίων συχνά αναφέρονται σαν «φάροι του διαστήματος», επειδή εκπέμπουν ραδιοκύματα που, όταν φτάνουν στη Γη, γίνονται αντιληπτά σαν παλμοί ακτινοβολίας.

Η ιδιαιτερότητα του πάλσαρ που μελέτησαν οι Ολλανδοί αστρονόμοι είναι πως ανήκει σε ένα διπλό σύστημα, το J1906, αλληλεπιδρώντας με έναν δεύτερο αστέρα νετρονίων που βρίσκεται σε μικρή απόσταση. Το αποτέλεσμα είναι να δημιουργείται ένα ισχυρό βαρυτικό πεδίο το οποίο, όπως προβλέπει η Γενική Θεωρία της Σχετικότητας, στρεβλώνει τον χώρο και επομένως μεταβάλλει τον άξονα περιστροφής του πάλσαρ.

Το φαινόμενο ονομάζεται γεωδαιτική μετάπτωση και κάνει τον άξονα περιστροφής του πάλσαρ να ταλαντώνεται, όπως περίπου συμβαίνει σε μία περιστρεφόμενη σβούρα. Με τον ίδιο τρόπο αλλάζουν όμως σταδιακά διεύθυνση και οι εκπεμπόμενοι παλμοί, με συνέπεια αν και πριν από πέντε χρόνια έφταναν τον πλανήτη μας, σήμερα η πορεία τους να μην «συναντά» τη Γη. Κάτι που σημαίνει πως αυτή τη στιγμή ο πάλσαρ έχει «εξαφανισθεί» από τα επίγεια ραδιοτηλεσκόπια.

Η μελέτη των Ολλανδών επιστημόνων δημοσιεύθηκε στο περιοδικό The Astrophysical Journal, ενώ παρουσιάσθηκε επίσης στο 225ο συνέδριο της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας. Αναλύοντας τα δεδομένα της τελευταίας πενταετίας για την κίνηση του πάλσαρ, μπόρεσαν όχι μόνο να μετρήσουν τη μάζα του, αλλά και να εκτιμήσουν την επίδραση της βαρυτικής παραμόρφωσης του χώρου. Έτσι, βρήκαν πως ο άξονας μετατοπίζεται 2 μοίρες ανά έτος, υπολογίζοντας μάλιστα πως ο αστέρας νετρονίων θα ξαναγίνει «ορατός» από τη Γη το 2170.

Arecibo Observatory.

Η ανακάλυψη του J1906 έγινε τυχαία, από αναλύσεις δεδομένων από το Τηλεσκόπιο Arecibo, στο Πουέρτο Ρίκο. «Ήταν πραγματική αποκάλυψη, αφού η συγκεκριμένη περιοχή είχε ερευνηθεί αρκετές φορές στο παρελθόν», είπε στο συνέδριο ο Γιούρι βαν Λιούβεν, επικεφαλής της έρευνας του Ολλανδικού Ινστιτούτο Ραδιοαστρονομίας.

Οι επιστήμονες γρήγορα διαπίστωσαν πως το J1906 ήταν ένα διπλό σύστημα αστέρων νετρονίων – δηλαδή «αστρικών πτωμάτων» με απίστευτη πυκνότητα, αφού έχουν μάζα όση και ο Ήλιος, αλλά διάμετρο μόλις 16 χιλιόμετρα.

Κάθε αστέρας ολοκληρώνει μια περιφορά γύρω από τον συνοδό του σε μόλις τέσσερις ώρες, ενώ ο πάλσαρ περιστρέφεται σε συχνότητα επτά φορές το δευτερόλεπτο. Παράλληλα, η μεταξύ τους απόσταση είναι αρκετά μικρή, μόλις όσο η διάμετρος του Ήλιου. Έτσι, οι επιστήμονες προέβλεψαν πως η επίδραση της βαρύτητας στον χώρο θα ήταν αρκετά έντονη, κάτι που επαλήθευσαν στη συνέχεια οι μετρήσεις τους.

Πηγή: naftemporiki.gr – www.astron.nl