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    天文学家苦苦观察一颗脉冲星14年,终于验证了广义相对论的正确性

    发表时间:2019-09-30 信息来源:www.leportico.com 浏览次数:775

     

    2019-09-06 10: 22: 30茶马星球地平线

    旋转的恒星被称为脉冲星,向太空发射强大的无线电波。脉冲星旋转时,其光束会扫过整个地球,从而产生类似于灯塔的发光效果。

    PSR J1906 + 0746,这距离25,000光年的脉冲星。当PSR J1906 + 0746在2004年被发现时,天文学家观察到它每旋转一圈会有两个不同的畸变或偏振发射束。但是,当马克斯普朗克射电天文研究所的天文学家查看帕克斯天文台射电望远镜收集的档案数据时,他们只发现了一条光束。这种差异是如何产生的?

    为了弄清他们的研究对象,研究团队从2005年至2009年使用了Nanocay和Arecibo射电望远镜,从2012年至2018年使用了Arecibo望远镜对Paris J1906 + 0746。

    天文学家盯着脉冲星14年,最后绘制出脉冲星束的结构图。科学家在9月6日发行的《科学》中报告说,该技术依赖于爱因斯坦的引力理论,再次证实了广义相对论的有效性。

    PSR J1906 + 0746旋转时会轻微振荡,这种影响会导致其脉冲在不到十年的时间内从我们的天空中消失。这就是所谓的岁差。广义相对论预测,由于重力的作用,天体旋转轴指向空间的缓慢而连续的变化,只有在很少的脉冲星中才能观察到。

    脉冲星可能是天空中最有用的恒星。它们是快速旋转的中子星,是恒星爆炸后留下的稠密残骸。强大的磁场以束的形式传播来自脉冲星的无线电波。通常,这些光束以固定角度穿过地球。当光束旋转时,科学家只能看到光束的一小部分,就像通过一个小缝隙看着信标灯塔一样。它能否到达地球主要取决于恒星的方向。

    它们的旋转精度也很高,可以预测毫秒级的旋转。这些所谓的毫秒脉冲星可以保持相当准确,并可用于指导未来的太空航行。

    即使脉冲星没有毫秒级的精度,科学家仍然认为大多数脉冲星都是有用的,尤其是在广义相对论的测试中。这是因为,根据广义相对论,二元系统中的脉冲星应该像缓慢旋转的陀螺仪一样具有轻微的轴向振荡,专业数据被称为岁差。

    中子星密度如此之大,以至于其质量是太阳的1.4倍,被压缩成直径仅为20公里的星核,其引力强度预计会扭曲时间和空间。当旋转方向与双星轨道的方向不正确对齐时,脉冲星的旋转将被拉向轴向。这种失准被认为是由不对称超新星爆炸等现象引起的。因此,当脉冲星在其轴上摆动时,我们应该能够检测到其脉冲轮廓的变化。

    当他们在2005年开始观测时,他们看到在2004年的每次旋转中出现了两束光束。来自恒星北极的光束逐渐减弱,到2016年,它完全消失了。

    研究小组预测极化数据会包含有关脉冲星进动的信息。因此,他们对数据进行了建模,并将其扩展到过去的50年,并将其与脉冲星的观测结果进行了比较。它的不确定度仅为5%,与广义相对论的预测和50年前两位天文学家发表的脉冲星极化特征的预测完全匹配。

    研究小组还发现,地球的视线从北向南穿过了脉冲星的磁极,这意味着他们可以绘制脉冲星的光波图,从而使他们能够确定照亮天空的光波的比例。它有助于估算银河系中子星中的恒星数,并确定其中有多少会相互碰撞而产生引力波。

    他们的模型不仅是回测,而且是模型结果与观测数据匹配的程度,并且可以预测未来。研究小组认为,南极光束将在2028年消失,然后在2070年至2090年之间的某个时间再次出现。北极光束将在2085至2105之间重新出现。

    不列颠哥伦比亚省的天文学家英格丽斯托尔斯(Ingrid Stalls)称赞了这一测试,因为脉冲星可以提供任何其他方法都无法提供的引力测试。

    旋转的恒星被称为脉冲星,向太空发射强大的无线电波。脉冲星旋转时,其光束会扫过整个地球,从而产生类似于灯塔的发光效果。

    PSR J1906 + 0746,这距离25,000光年的脉冲星。当PSR J1906 + 0746在2004年被发现时,天文学家观察到它每旋转一圈会有两个不同的畸变或偏振发射束。但是,当马克斯普朗克射电天文研究所的天文学家查看帕克斯天文台射电望远镜收集的档案数据时,他们只发现了一条光束。这种差异是如何产生的?

    为了弄清他们的研究对象,研究团队从2005年至2009年使用了Nanocay和Arecibo射电望远镜,从2012年至2018年使用了Arecibo望远镜对Paris J1906 + 0746。

    天文学家盯着脉冲星14年,最后绘制出脉冲星束的结构图。科学家在9月6日发行的《科学》中报告说,该技术依赖于爱因斯坦的引力理论,再次证实了广义相对论的有效性。

    PSR J1906 + 0746旋转时会轻微振荡,这种影响会导致其脉冲在不到十年的时间内从我们的天空中消失。这就是所谓的岁差。广义相对论预测,由于重力的作用,天体旋转轴指向空间的缓慢而连续的变化,只有在很少的脉冲星中才能观察到。

    脉冲星可能是天空中最有用的恒星。它们是快速旋转的中子星,是恒星爆炸留下的致密碎片。强磁场以光束的形式向外传播脉冲星的无线电波。通常,这些光束以固定的角度穿过地球,当它们旋转时,科学家只能看到它们的一小部分,就像通过一个小缝隙看一个信标。它能否到达地球主要取决于恒星的方向。

    他们的旋转精度非常高,而且可以预测毫秒旋转。这些所谓的毫秒脉冲星可以保持相当精确的时间,可以用来指导未来的空间导航。

    即使脉冲星没有毫秒精度,科学家仍然相信大多数脉冲星是有用的,特别是在测试广义相对论方面。这是因为根据广义相对论,二元系统中的脉冲星应该有轻微的轴向振荡,就像一个慢旋转的陀螺仪。专业数据叫做岁差。

    中子星的密度是太阳质量的1.4倍,被压缩到一颗直径只有20公里的恒星的核心。它们的引力强度预计会扭曲时空。当旋转方向与双星轨道方向不一致时,脉冲星的旋转将被拉入轴向旋转。这种失调被认为是由类似于不对称超新星爆炸的现象引起的。因此,当脉冲星在其轴上摆动时,我们应该能够探测到其脉冲剖面的变化。

    当他们在2005年开始观测时,他们看到了2004年探测到的每转两束光束。渐渐地,来自北极的光线减弱了,到2016年,它已经完全消失了。

    研究小组预测极化数据会包含有关脉冲星进动的信息。因此,他们对数据进行了建模,并将其扩展到过去的50年,并将其与脉冲星的观测结果进行了比较。它的不确定度仅为5%,与广义相对论的预测和50年前两位天文学家发表的脉冲星极化特征的预测完全匹配。

    研究小组还发现,地球的视线从北向南穿过了脉冲星的磁极,这意味着他们可以绘制脉冲星的光波图,从而使他们能够确定照亮天空的光波的比例。它有助于估算银河系中子星中的恒星数,并确定其中有多少会相互碰撞而产生引力波。

    他们的模型不仅是回测,而且是模型结果与观测数据匹配的程度,并且可以预测未来。研究小组认为,南极光束将在2028年消失,然后在2070年至2090年之间的某个时间再次出现。北极光束将在2085至2105之间重新出现。

    不列颠哥伦比亚省的天文学家英格丽斯托尔斯(Ingrid Stalls)称赞了这一测试,因为脉冲星可以提供任何其他方法都无法提供的引力测试。

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