En av konsekvenserna av Einsteins relativitetsteorier är att allt kommer att påverkas av gravitationspotentialer, oavsett deras massa. Men ett mer subtilt förståelse är att ljus som slipper ut från en sådan gravitationsbrunn måste förlora energi, och eftersom energi för ljus är relaterat till våglängd kommer detta att leda till att ljuset ökar i våglängden genom en process som kallas gravitationsrödförskjutning.
Eftersom mängden rödförskjutning är beroende av hur djupt inuti en gravitationsbrunn en foton är när den börjar sin resa, har förutsägelser visat att fotoner som släpps ut från fotosfären hos en huvudsekvensstjärna borde vara mer rödförskjutna än de som kommer från puffade jättar . Med en upplösning som har nått tröskeln för att upptäcka denna skillnad, har ett nytt papper försökt observerande observera denna skillnad mellan de två.
Historiskt sett har gravitationsrödförskjutningar upptäckts på ännu tätare föremål som vita dvärgar. Genom att undersöka den genomsnittliga mängden rödförskjutningar för vita dvärgar mot huvudsekvensstjärnor i kluster som Hyades och Pleiades, har lag rapporterat att de hittade gravitationsrödskift i storleksordningen 30-40 km / s (OBS: rödskiftet uttrycks i enheter som om det var en recessionell Doppler-hastighet, även om den inte är det. Det uttryckte bara detta sätt för bekvämlighet). Ännu större observationer har gjorts för neutronstjärnor.
För stjärnor som solen är den förväntade mängden rödförskjutning (om fotonen skulle fly till oändlighet) liten, bara 0,636 km / s. Men eftersom jorden också ligger i solens gravitationsbrunn skulle mängden rödförskjutning om fotonen skulle fly från avståndet från vår bana endast vara 0,633 km / s och lämnar ett avstånd på bara ~ 0,003 km / s, en förändring som översvämmas av andra källor .
Således, om astronomer vill studera effekterna av gravitationsrödförskjutning på stjärnor med mer normal densitet, kommer andra källor att krävas. Således jämförde teamet bakom det nya tidningen, ledat av Luca Pasquini från European Southern Observatory, förskjutningen mellan stjärnor i den mellanliggande tätheten av huvudsekvensstjärnor mot jättarnas. För att eliminera effekter av olika Doppler-hastigheter valde teamet att studera kluster, som har konstanta hastigheter som en helhet, men slumpmässiga interna hastigheter för enskilda stjärnor. För att avskaffa den senare av dessa var de i genomsnitt medel för många stjärnor av varje typ.
Teamet förväntade sig finna en skillnad på ~ 0,6 km / s, men när deras resultat bearbetades upptäcktes ingen sådan skillnad. De två populationerna visade båda klusterens recessionshastighet, centrerad på 33,75 km / s. Så var var det förutsagda skiftet?
För att förklara detta vände teamet sig till modeller av stjärnor och bestämde att huvudsekvensstjärnor hade en mekanism som potentiellt skulle kunna kompensera den röda växlingen med en blåskift. Namnlösa: Konvektion i atmosfären hos stjärnorna skulle blåskiftas material. Teamet uppger att stjärnor med låg massa utgör huvuddelen av undersökningen på grund av deras antal och sådana stjärnor tros genomgå större mängder konvektion än de flesta andra typer av stjärnor. Ändå är det fortfarande något misstänkt att denna kompensation så exakt skulle kunna motverka gravitationsrödskiftet.
I slutändan drar teamet slutsatsen att oberoende av effekten, de odligheter som observeras här pekar på en begränsning i metodiken. Att försöka reta ut så små effekter med en så varierad befolkning av stjärnor kanske helt enkelt inte fungerar. Som sådan rekommenderar de framtida undersökningar endast inriktade på specifika underklasser för jämförelse för att begränsa sådana effekter.
