Um laboratório único e exótico, a cerca de 6.800 anos-luz da Terra, está ajudando os astrônomos da Terra a testar a teoria da relatividade geral de Albert Einstein de maneiras que até agora não eram possíveis. E as observações correspondem exatamente às previsões da relatividade geral, dizem os cientistas em um artigo a ser publicado na edição de 26 de abril da revista. Ciência.
Usando o Very Large Telescope do ESO, juntamente com outros radiotelescópios, John Antoniadis, estudante de doutorado no Instituto Max Planck de Radioastronomia (MPIfR) em Bonn e principal autor do artigo, diz que o bizarro par de estrelas é um excelente exemplo de teste para física.
"Eu estava observando o sistema com o Very Large Telescope do ESO, procurando alterações na luz emitida pela anã branca causada por seu movimento ao redor do pulsar", diz Antoniadis. “Uma análise rápida no local me fez perceber que o pulsar era bastante pesado. É o dobro da massa do Sol, tornando-a a estrela de nêutrons mais massiva que conhecemos e também um excelente laboratório de física fundamental. ”
O estranho par consiste em uma pequena e extraordinariamente pesada estrela de nêutrons que gira 25 vezes por segundo. O pulsar, chamado PSR J0348 + 0432, é o que resta de uma explosão de supernova. Duas vezes mais pesado que o nosso Sol, o pulsar caberia dentro dos limites da área metropolitana de Denver; são apenas 20 quilômetros de diâmetro ou aproximadamente 12 milhas. A gravidade desta estranha estrela é mais de 300 bilhões de vezes mais forte que na Terra. No centro, onde a intensa gravidade aperta a matéria ainda mais fortemente, um bloco de material estelar do tamanho de cubos de açúcar pesaria mais de um bilhão de toneladas. Apenas três outros pulsares fora dos aglomerados globulares giram mais rápido e têm períodos mais curtos.
Além disso, uma anã branca muito maior, o núcleo extremamente quente e queimado de uma estrela parecida com o Sol, gira em torno de J0348 + 0432 a cada 2,5 horas.
Como conseqüência, os astrônomos de rádio Ryan Lynch e colegas que descobriram o pulsar em 2011, perceberam que o par permitiria aos cientistas testar teorias de gravidade que antes não eram possíveis. A teoria geral da relatividade de Einstein descreve a gravidade como uma curvatura no espaço-tempo. Como uma bola de boliche aninhada em um lençol esticado, o espaço-tempo se dobra e se deforma na presença de massa e energia. A teoria, publicada em 1916, resistiu a todos os testes até a explicação mais simples para os fenômenos astronômicos observados. Outras teorias da gravidade fazem previsões diferentes, mas essas diferenças se revelariam apenas em campos gravitacionais extremamente fortes, não encontrados em nosso sistema solar. J0348 + 0432 ofereceu a oportunidade de estudar a teoria de Einstein em detalhes.
Carregando jogador…
Este vídeo mostra a impressão de um artista do exótico objeto duplo conhecido como PSR J0348 + 0432. Este sistema está irradiando radiação gravitacional, ou ondulações, no espaço-tempo. Embora essas ondas ainda não possam ser detectadas diretamente pelos astrônomos na Terra, elas podem ser detectadas indiretamente, medindo a mudança na órbita do sistema, pois ela perde energia. Crédito: ESO / L.Calçada
A equipe da Antoniadis combinou observações da anã branca do Very Large Telescope do Observatório Europeu do Sul com o tempo preciso do pulsar de outros radiotelescópios, incluindo o Green Bank Telescope na Virgínia Ocidental, o radiotelescópio Effelsberg de 100 metros na Alemanha e o Observatório Arecibo em Porto Rico. Os astrônomos preveem que binários pulsares próximos irradiam ondas de gravidade e perdem pequenas quantidades de energia ao longo do tempo, fazendo com que o período orbital do companheiro da anã branca mude levemente. Os astrônomos descobriram que as previsões para essa mudança eram muito semelhantes às da relatividade geral, enquanto as teorias concorrentes eram diferentes.
"Nossas observações de rádio foram tão precisas que já conseguimos medir uma mudança no período orbital de 8 milionésimos de segundo por ano, exatamente o que a teoria de Einstein prevê", afirma Paulo Freire, outro membro da equipe, no comunicado de imprensa.
Fontes:
ESO: Einstein estava certo - até agora
Astrophysical Journal: Pesquisa de deriva de varredura de 350 MHz do telescópio Green Bank II: análise de dados e o tempo de 10 novos pulsares, incluindo um binário relativístico
Aspen Center for Physics Physical Application of Millisecond Pulsars meeting January 2013: The Compact Relativistic Binary PSR J0348 + 0432
