Эйнштейн снова прав! Прецессия пульсара подтвердила Общую теорию относительности!

Общая теория относительности Эйнштейна вновь получила подтверждение, на этот раз на примере прецессирующего пульсара, находящегося на расстоянии 25000 световых лет от Земли. На протяжении 14 лет ученые наблюдали вращающуюся нейтронную звезду под названием PSR J1906+0746.

Пульсары представляют собой вращающиеся с огромной скоростью нейтронные звезды, испускающие потоки заряженных частиц со стороны магнитных полюсов. Мощные магнитные поля ускоряют частицы до скоростей, близких к скорости света, в результате чего формируются потоки радиоволн, светящие в космосе, словно маяки. С точностью, как у часового механизма, пульсары вращаются с частотой порядка тысячи оборотов в секунду, формируя прогнозируемые пульсации, когда эти потоки направлены в сторону Земли. Эти компактные ядра мертвых звезд сосредоточивают в себе больше массы, чем наше Солнце, при этом их размер близок к размеру одного среднего города на поверхности нашей планеты – поэтому эти объекты являются хорошими «лабораториями» для тестирования Общей теории относительности.

Общая теория относительности показывает, как масса и энергия искажают ткань пространства-времени, формируя силу гравитации. Массивные объекты, такие как пульсары, могут значительно искажать пространственно-временной континуум. Если два пульсара обращаются друг относительно друга, то согласно Общей теории относительности, они будут слегка прецессировать, подобно медленно вращающемуся волчку. Такие колебания называют прецессией спина.

Когда астрономы впервые открыли источник PSR J1906+0746 в 2004 г., он выглядел как самый обычный пульсар, формирующий два отчетливых, поляризованных потока, или джета, хорошо различимых при каждом обороте. Однако, когда исследователи провели наблюдения этой нейтронной звезды второй раз несколько лет спустя, они наблюдали лишь один джет. Проанализировав наблюдения этого пульсара за период с 2004 по 2018 гг., астрономы, возглавляемые Грегори де Винем (Gregory Desvignes) из Института радиоастрономии Общества Макса Планка, расположенного в Германии, установили, что исчезновение второго джета связано с прецессией пульсара.

Используя наблюдательные данные за эти 14 лет, команда Де Вина разработала модель, прогнозирующую поведение пульсара в течение 50 лет, и точно предсказала исчезновение и повторное появление обоих джетов в результате прецессии. Когда модель сравнили с наблюдениями, значение частоты прецессии продемонстрировало хорошее совпадение, с уровнем неопределенности всего лишь в 5 процентов. Эти результаты показывают идеальное соответствие теории Эйнштейна, указали авторы.