Para astronom telah menembaki massa dan orbit tiga bintang dalam sistem yang unik. Selanjutnya, mereka akan menggunakan sistem untuk mempelajari detail dalam teori Relativitas Umum Einstein.
PSR? J0337 + 1715 adalah pulsar milidetik, yang pertama ditemukan dalam sistem tripel dengan dua bintang lainnya. Dalam ilustrasi artis ini, Anda melihat pulsar (kiri) yang mengorbit oleh bintang katai putih panas (tengah), yang keduanya mengorbit oleh bintang katai putih yang lebih dingin dan jauh (kanan).
Para astronom bersemangat tentang pulsar milidetik di jantung sistem bintang tiga. Ini adalah pertama kalinya mereka menemukan sistem tripel yang mengandung pulsar, dan tim penemuan mengatakan akan menggunakan properti seperti pulsar untuk membantu membuka kunci gravitasi. Para astronom ini memberikan rincian sistem bintang unik ini hari ini (6 Januari 2014) pada pertemuan ke-223 American Astronomical Society di Washington D.C.
Pulsar milidetik, PSR J0337 + 1715, berputar hampir 366 kali per detik. Seperti mercusuar, ia memancarkan sinar gelombang radio dengan setiap putaran. Salah satu dari dua bintang lain dalam sistem adalah bintang katai putih di orbit 1,6 hari. Bintang lainnya juga merupakan katai putih di orbit 327 hari yang jauh lebih besar. Seluruh sistem - 4.200 tahun cahaya dari Bumi - dikemas ke dalam ruang yang lebih kecil dari orbit Bumi dari matahari kita.
Lihat simulasi video dari sistem rangkap tiga yang mengandung PSR J0337 + 1715
Pulsar milidetik diduga terbentuk dalam ledakan supernova. Ketika supernova meledak ke luar, ia juga runtuh ke dalam, menghancurkan bintang aslinya menjadi bola neutron yang padat, berputar dengan sangat termagnetisasi: pulsar milidetik.
Astronom berbicara tentang sistem ini sebagai jam karena mereka berputar dengan keteraturan seperti jarum jam. Karena berada dalam sistem triple, pulsar milidetik ini akan digunakan oleh para astronom untuk studi gravitasi yang kuat. Menurut Scott Ransom dari National Astronomi Observatory Radio (NRAO), penulis pertama di sebuah makalah yang diterbitkan di Nature kemarin (5 Januari 2014):
Sistem bintang tiga ini memberi kita laboratorium kosmik terbaik yang pernah ada untuk mempelajari bagaimana sistem tiga tubuh bekerja, dan berpotensi untuk mendeteksi masalah dengan Relativitas Umum, yang diharapkan oleh beberapa fisikawan dalam kondisi ekstrem seperti itu.
Secara khusus, para astronom ini ingin mempelajari apa yang disebut Prinsip Kesetaraan Yang Kuat teori Relativitas Umum Einstein.
Ini adalah Green Bank Telescope, salah satu dari beberapa teleskop yang digunakan untuk mempelajari sistem pulsar milidetik. Teleskop ini lebarnya sekitar 100 meter dan tingginya 485 kaki, hampir setinggi gunung-gunung di dekatnya. Berada di lembah pegunungan Allegheny untuk melindungi pengamatan dari gangguan radio. Gambar melalui Wikimedia Commons.
Untuk mulai menggunakan pulsar sebagai probe gravitasi, para astronom harus merekam sebanyak mungkin pulsa-pulsanya. Mereka melakukan apa yang mereka sebut kampanye pengamatan “monumental” dengan Green Bank Telescope di Virginia Barat, teleskop radio Arecibo di Puerto Rico, dan Teleskop Radio Sintesis Westerbork ASTRON di Belanda. Pengamatan ASTRON dipimpin oleh astronom Jason Hessels, yang mengatakan
Untuk beberapa waktu kami mengamati pulsar ini setiap hari, supaya kami bisa memahami cara rumitnya bergerak di sekitar dua bintang pendampingnya.
Dengan mengukur bagaimana "tick of the pulsar clock" bervariasi dengan waktu, mereka dapat menentukan geometri orbital dan massa ketiga bintang.
Ke depan, para astronom ini mengatakan dalam siaran pers:
... sistem memberi para ilmuwan kesempatan terbaik untuk menemukan pelanggaran konsep yang disebut Prinsip Kesetaraan Kuat. Prinsip ini merupakan aspek penting dari teori Relativitas Umum, dan menyatakan bahwa efek gravitasi pada tubuh tidak tergantung pada sifat atau struktur internal tubuh itu.
Dua ilustrasi terkenal dari prinsip kesetaraan adalah menjatuhkan dua bola dengan bobot berbeda dari Menara Miring Pisa (mungkin sebuah kisah apokrif) dari Galileo dan menjatuhkan palu dan bulu elang oleh Apollo 15 sambil berdiri di atas permukaan tanpa udara. bulan pada tahun 1971. Pengukuran jarak laser Lunar, menggunakan cermin yang ditinggalkan di bulan oleh astronot Apollo, saat ini memberikan kendala terkuat pada validitas prinsip kesetaraan. Di sini massa eksperimental adalah bintang-bintang itu sendiri, dan massa berbeda serta energi pengikat gravitasi akan berfungsi untuk memeriksa apakah mereka semua jatuh satu sama lain sesuai dengan Prinsip Kesetaraan Kuat, atau tidak.
Intinya: Para astronom bersemangat tentang sistem bintang tiga yang berisi pulsar milidetik dan dua kurcaci putih. Sebuah kampanye panjang mengamati memungkinkan mereka untuk menentukan massa dan orbit tiga bintang. Sekarang mereka berniat menggunakan sistem untuk belajar prinsip kesetaraan yang kuat teori Relativitas Umum Einstein. Mereka mempresentasikan hasil mereka minggu ini pada pertemuan ke-223 American Astronomical Society di Washington D.C.
Baca selengkapnya: Teori tantangan laboratorium pulsar tiga milidetik