Vivek Venkatraman Krishnan (Max Planck Institute for Radio Astronomy, Bonn) és kutatócsapata egy PSR J1141-6545 jelű, 1,27 naptömegű fiatal pulzárt figyeltek meg tőlünk 10 – 25 000 fényévre a Musca (Légy) csillagképben.

A pulzár egy 1,02 naptömegű fehér törpével kering egy rendszerben, a közös tömegközéppontot kevesebb mint ötóránként megkerülve. Pályamenti sebessége ezzel nagyjából egymillió kilométer óránként. A két égitest legnagyobb távolsága egymástól alig nagyobb, mint a Nap átmérője.

Mindkét égitest a csillagfejlődés végállapotát jelenti. Fehér törpékké a Naphoz hasonló tömegű csillagok fejlődnek. A nyolc naptömegű, vagy annál nagyobb csillagok nagyrészt neutroncsillagok lesznek. Ha a neutroncsillag mágneses pólusa felől érkező rádiósugárzás periodikusan ér minket, pulzárokról beszélünk. Hasonló, fehér törpéből és pulzárból álló rendszerből ezen kívül csak egyet ismerünk.

A kutatók 100 mikroszekundumos pontossággal mérték a pulzárból érkező jeleket az ausztráliai Parkes és UTMOST rádiótávcsövekkel, majdnem húsz éven át. Ez elegendő idő volt ahhoz, hogy egy hosszabb időskálán észrevehető elmozdulást figyeljenek meg a pulzár és a fehér törpe egymás körüli pályájában.

Venkatraman Krishnan és kutatócsapata megállapították, hogy a pályák változását a Lense-Thirring hatás okozza (elterjedt angol elnevezése még a ,,frame dragging”). A jelenség az Einstein nevéhez fűződő általános relativitáselmélet következménye. Lényege, hogy a nagytömegű, forgó égitestek lassan maguk körül forgatják a téridőt. Ennek megfelelően egy ilyen objektum körül keringő égitest pályája lassan elfordul (hasonlóan a Merkúr Nap körüli pályájának precessziójához).

A fehér törpe gyors forgásával annyira ,,megpörgette” maga körül a téridőt, hogy megváltoztatta a pulzár pályájának helyzetét. A kutatók szerint a pálya mért megváltozása alapján a fehér törpe körülbelül óránként harmincszor fordulhat meg a tengelye körül.

Korábban műholdas kísérletekkel kimutatták a Lense-Thirring hatást a forgó Föld gravitációs terében, a hatás viszont rendkívül gyenge volt. Nagyobb tömegű, tehát erősebb gravitációs terű testeknél könnyebben ki tudjuk mutatni a hatást. Ilyen égitestek lehetnek a fehér törpék, melyek tömege a Nap tömegének nagyságrendjébe esik.

Egy másik kutatás szerint a rendszerben a fehér törpe a pulzár előtt alakult ki. Amikor a pulzárt szülő szupernóva felrobbant, arról 20 000 földtömegnyi anyag áramolhatott át a fehér törpére, ezzel jelentősen felgyorsítva a tengely körüli forgását.

,,A PSR J1141-6545-höz hasonló rendszerek, ahol a pulzár fiatalabb a fehér törpénél, egészen ritkák” – mondta Venkatraman Krishnan. Ez az új kutatás igazolta ennek a kettős rendszer kialakulásának több mint két évtizede gyanított módját.

A kutatók szerint a későbbiekben hasonló megfigyelések segítségével többet fogunk megtudni az egymás körül keringő neutroncsillagok belső összetételéről. ,,Ötven év megfigyelés után még mindig nagyon keveset tudunk a neutroncsillagokról” – mondta Venkatraman Krishnan. ,,A neutroncsillagokban lévő anyag sűrűsége jóval meghaladja azt, amit laboratóriumokban elő tudunk állítani. A neutroncsillagokból álló kettős rendszerek ilyen módon történő tanulmányozásával rengeteg új felfedezést tehetünk.”

Forrás: csillagaszat.hu / science.sciencemag.org