Om du letar efter något riktigt unikt kan du kolla in den kosmiska menage aux trois som frestas ut av ett team av internationella astronomer som använder Green Bank Telescope (GBT). Det är första gången forskare har identifierat ett trippelstjärnsystem som innehåller en pulsar och teamet har redan använt den klockliknande precisionen av pulsarslag för att observera effekterna av gravitationsinteraktioner.
”Detta är ett verkligt anmärkningsvärt system med tre degenererade objekt. Den har överlevt tre faser av massöverföring och en supernovaexplosion, och ändå förblev den dynamiskt stabil, säger Thomas Tauris, första författare till den aktuella studien. ”Pulsars har tidigare hittats med planeter och under de senaste åren upptäcktes ett antal speciella binära pulsarer som tycks kräva ett trippelsystemets ursprung. Men denna nya millisekund pulsar är den första som upptäcktes med två vita dvärgar. ”
Detta var inte bara en slumpvis upptäckt. Observationerna av 4200 ljusår avlägsna J0337 + 1715 kom från ett intensivt studieprogram som omfattade flera av världens största radioteleskoper inklusive GBT, Arecibo radioteleskop i Puerto Rico och ASTRONs Westerbork Synthesis Radio Telescope i Nederländerna. West Virginia University doktorand Jason Boyles var den första som upptäckte millisekund pulsar, snurrade nästan 366 gånger per sekund och fångades i ett system som inte är större än jordens omloppsbana runt solen. Denna nära sammankopplade sammankoppling, i kombination med det faktum att stjärnorna är mycket tätare än solen skapar de perfekta förhållandena för att undersöka tyngdkraften. Generationer av forskare har väntat på ett sådant tillfälle att studera den 'starka ekvivalensprincipen' som anges i Einsteins teori om allmän relativitet. "Detta trippelstjärnsystem ger oss det bästa kosmiska laboratoriet någonsin för att lära oss hur sådana trekroppssystem fungerar, och potentiellt för att upptäcka problem med General Relativity, som vissa fysiker förväntar sig att se under så extrema förhållanden," säger första författaren Scott Ransom från National Radio Astronomy Observatory (NRAO).
"Det var en monumental observatörskampanj," kommenterar Jason Hessels, från ASTRON (Nederländska Institutet för Radioastronomi) och University of Amsterdam. "Under en stund såg vi på denna pulsar varje dag, bara så att vi kunde känna till det komplicerade sättet på vilket det rörde sig om sina två följeslagare." Hessels ledde den frekventa övervakningen av systemet med Westerbork Synthesis Radio Telescope.
Forskningsteamet hanterade inte bara en formidabel mängd data, utan de tog också på sig utmaningen att modellera systemet. "Våra observationer av detta system har gjort några av de mest exakta mätningarna av massor inom astrofysik," säger Anne Archibald, också från ASTRON. "Vissa av våra mätningar av de relativa positionerna för stjärnorna i systemet är exakta till hundratals meter, även om dessa stjärnor ligger ungefär 10 000 biljoner kilometer från jorden", tillägger hon.
Ledande studien skapade Archibald systemsimulering som förutsäger dess rörelser. Med hjälp av de fasta vetenskapsmetoderna som en gång använts av Isaac Newton för att studera Earth-Moon-Sun-systemet kombinerade hon sedan data med den 'nya' allvar av Albert Einstein, vilket var nödvändigt för att förstå informationen. ”När vi går framåt ger systemet forskarna den bästa möjligheten att upptäcka ett brott mot ett koncept som kallas Strong Equivalence Principle. Denna princip är en viktig aspekt av teorin om generell relativitet och säger att tyngdkraftseffekten på en kropp inte beror på kroppens natur eller inre struktur. "
Behöver du en uppdatering av ekvivalensprincipen? Om du inte kommer ihåg att Galileo tappade två olika viktade bollar från det lutande tornet i Pisa, kommer du kanske att komma ihåg Apollo 15-befälhavaren Dave Scotts tappning av en hammare och en falkfjäder medan han stod på månens luftlösa yta 1971 Tack vare speglar kvar på månens yta har laserintervallmätningar studerats i flera år och ger de starkaste begränsningarna för giltigheten av ekvivalensprincipen. Här är de experimentella massorna själva stjärnorna, och deras olika massor och gravitationella bindande energier kommer att tjäna till att kontrollera om de alla faller mot varandra enligt Strong Equivalence Principle, eller inte. "Med hjälp av pulsars klockliknande signal har vi börjat testa detta," förklarar Archibald. "Vi tror att våra tester kommer att vara mycket känsligare än tidigare försök att hitta en avvikelse från principen om stark ekvivalens." "Vi är oerhört glada över att ha ett så kraftfullt laboratorium för att studera allvar," tillägger Hessels. "Liknande stjärnsystem måste vara extremt sällsynta i vår galax, och vi har lyckligtvis hittat ett av få!"
Original berättelse källa: Astronomie Nederländerna nyhetsmeddelande. Ytterligare läsning: Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR) och NRAO: s pressmeddelande.
