رفتار این کوتوله سفید یکی دیگر از پیش‌بینی‌های نسبیت عام را تایید کرد

برداشت هنری از کوتوله‌ی سفیدی (جرم بزرگ‌تر) که فضازمان پیرامونش را اعوجاج داده و کشیده، و بر مدار همدمِ تپ‌اخترش اثر گذاشته

مدار یک جفت ستاره‌ی دوردست به گونه‌ی عجیبی دارد وول می‌خورد، چیزی که می‌تواند دستاورد یک اثر شگفت‌انگیزِ پیش‌بینی شده در نظریه‌ی نسبیت عام اینشتین باشد. این جنبش به ما می‌گوید که دو ستاره به گونه‌ی بسیار نامعمولی پدید آمده‌اند. 

تپ‌اخترها ستارگان نوترونی چگالی‌اند که باریکه‌هایی از نور می‌گسیلند. همزمان با چرخش محوری تپ‌اختر، این باریکه‌ها هم فضا را دور می‌زنند و در هر چرخش از روی زمین می‌گذرند و به چشم ما می‌رسند. تپ‌اختر "پی‌اس‌آر جی۱۱۴۱-۶۵۴۵" یکی از این اجرامست که یک همدم کوتوله‌ی سفید دارد؛ کوتوله‌های سفید هسته‌ی رُُمبیده‌ی ستارگان کم‌جرم‌ترند که سوختشان به پایان رسیده و لایه‌های بیرونی‌شان را از دست داده‌اند و تنها هسته‌شان مانده.

حدود ۲۰ سال کار رصدی روی این سامانه به اخترشناسان امکان داد تا مدار این دو ستاره به گرد یکدیگر را با دقتی بی‌اندازه محاسبه کنند. ویوک ونکاترامان کریشنان از بنیاد اخترشناسی رادیویی ماکس پلانک آلمان می‌گوید: «چیزی که یافته‌ایم اینست که مدار این سامانه دارد در فضا می‌غلتد.»

این غلت زدن به دلیل یک اثر ناپایدارکننده به نام "کشش چارچوب" (frame dragging) است، اثری که در نظریه‌ی نسبیت عام پیش‌بینی شده و زمانی رخ می‌دهد که یک جرمِ سریع-چرخان بافت فضازمان را پیرامون خود می‌کِشد. تصور کنید انگشتتان را روی یک سطح با بافت سُست و نرم فشار دهید و سپس بچرخانید- چیزی که پدید می‌آید همانند بافت فضازمان پیرامون این کوتوله‌ی سفیدِ چرخان است.

اندازه‌گیری غلتش کوتوله‌ی سفید در اثر کشش چارچوب به ونکاترامان کریشنان و همکارانش اجازه داد تا سرعت چرخش آن را اندازه بگیرند. آنها دریافتند که این ستاره دارد با سرعتی سریع‌تر از تپ‌اخترِ همدمش می‌چرخد؛ تپ‌اختر دارای سرعتِ به نسبت آهسته‌ی ۲.۵ دور در ثانیه است.

برداشت هنری از یک تپ‌اختر که به گرد یک کوتوله‌ی سفیدِ سریع-چرخان می‌گردد. چرخش کوتوله‌ی سفید باعث شده بافت فضازمان پیرامونش کشیده شود، که این به غلتیدن مدارش در فضا انجامیده. اگر ویدیو اینجا اجرا نشد می‌توانید آن را در تلگرام و یا توییترِ یک ستاره در هفت آسمان ببینید

این نشان می‌دهد که ظاهرا این سامانه با ترتیبی خلاف آنچه انتظار داریم پدید آمده است. به طور معمول نخست تپ‌اختر پدید می‌آید و سپس همچنان که کوتوله‌ی سفید [ستاره‌ی خورشیدسانِ مُرده] لایه‌های بیرونی‌اش را از دست می‌دهد، تپ‌اختر این مواد را می‌مکد و سرعت چرخشش بالا می‌رود. در مورد این سامانه، نخست کوتوله‌ی سفید درست شده [ستاره‌ی مرده همه‌ی لایه‌های بیرونی‌اش را از دست داده و هسته‌ی برهنه‌اش، یعنی همان کوتوله‌ی سفید مانده بوده-م]، بنابراین دیگر گاز و غباری نمانده بوده که سرعت تپ اختر را بالا ببرد، و هنوز دارد با سرعتی که نسبت به تپ‌اخترهای درون دیگر سامانه‌های دوتایی کمتر است می‌چرخد.

اگرچه این سامانه در مقایسه با دیگر سامانه‌هایی که بررسی شده نامعمول بوده ولی به گفته‌ی ونکاترامان کریشنان: «همه چیزِ آن به طور کامل با پیش‌بینی‌های نسبیت عام سازگار است.» او می‌گوید تماشای سامانه‌های دوتایی دیگری با ستارگان نوترونی سریع‌تر که فضازمان را پیرامون خود می‌کشند می‌تواند به ما امکان دهد تا سرانجام ساختار درونی آنها را بشناسیم، یک پرسش دیرپا در اخترشناسی.

گزارش این دانشمندان در نشریه‌ی ساینس منتشر شده.

--------------------------------------------

تلگرام و توییتر یک ستاره در هفت آسمان:

telegram.me/onestar_in_sevenskies

twitter.com/1star_7sky

واژه‌نامه:

star - Einstein - general relativity - neutron star - pulsar - Earth - PSR J1141-6545 - white dwarf - Vivek Venkatraman Krishnan - Max Planck Institute for Radio Astronomy - Germany - frame dragging - space-time - binary system - Science

منبع: نیوساینتیست

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان