Hvis du leter etter noe virkelig unikt, kan du sjekke ut den kosmiske menage aux trois som er frestet ut av et team av internasjonale astronomer som bruker Green Bank Telescope (GBT). Det er første gang forskere har identifisert et trippelstjernersystem som inneholder en pulsar, og teamet har allerede benyttet seg av den klokkelignende presisjonen til pulsarslaget for å observere effekten av gravitasjonsinteraksjoner.
“Dette er et virkelig bemerkelsesverdig system med tre degenererte objekter. Den har overlevd tre faser av masseoverføring og en supernovaeksplosjon, og allikevel forble den dynamisk stabil, sier Thomas Tauris, første forfatter av den nåværende studien. ”Pulsarer har tidligere blitt funnet med planeter, og de siste årene ble det oppdaget en rekke særegne binære pulsarer som ser ut til å kreve et tredobbelt systemopphav. Men denne nye millisekund pulsaren er den første som blir oppdaget med to hvite dverger. ”
Dette var ikke bare en tilfeldig oppdagelse. Observasjonene av 4200 lysår fjern J0337 + 1715 kom fra et intensivt studieprogram som involverte flere av verdens største radioteleskoper inkludert GBT, Arecibo radioteleskop i Puerto Rico, og ASTRONs Westerbork Synthesis Radio Telescope i Nederland. Avgangsstudent Jason Boyles fra West Virginia University var den første som oppdaget millisekund pulsaren, snurret nesten 366 ganger i sekundet og fanget i et system som ikke er større enn Jordens bane rundt sola. Denne nære strikkede assosiasjonen, kombinert med det faktum at stjernenes trio er langt tettere enn solen, skaper perfekte forhold for å undersøke tyngdekraften. Generasjoner av forskere har ventet på en slik mulighet til å studere ‘Sterk ekvivalensprinsipp’ som er postulert i Einsteins teori om generell relativitet. "Dette trippelstjernersystemet gir oss det best kosmiske laboratoriet noensinne for å lære hvordan slike tre-kroppssystemer fungerer, og potensielt for å oppdage problemer med General Relativity, som noen fysikere forventer å se under så ekstreme forhold," sier førsteforfatter Scott Ransom fra National Radio Astronomy Observatory (NRAO).
"Det var en monumental observasjonskampanje," kommenterer Jason Hessels, fra ASTRON (Netherlands Institute for Radio Astronomy) og University of Amsterdam. "En stund så vi denne pulsaren hver eneste dag, bare for å kunne forstå den kompliserte måten den beveget seg rundt sine to følgesvennstjerner." Hessels ledet hyppig overvåking av systemet med Westerbork Synthesis Radio Telescope.
Ikke bare taklet forskerteamet en formidabel datamengde, men de tok også på seg utfordringen med å modellere systemet. "Våre observasjoner av dette systemet har gjort noen av de mest nøyaktige målingene av masser i astrofysikk," sier Anne Archibald, også fra ASTRON. "Noen av målingene våre til stjernenes relative posisjoner i systemet er nøyaktige til hundrevis av meter, selv om disse stjernene ligger omtrent 10 000 billioner kilometer fra Jorden," legger hun til.
Ledende studien opprettet Archibald systemsimulering som spår dens bevegelser. Ved å bruke de solide vitenskapsmetodene som en gang var benyttet av Isaac Newton for å studere Earth-Moon-Sun-systemet, kombinerte hun deretter dataene med den ‘nye’ tyngdekraften til Albert Einstein, som var nødvendig for å gi mening om informasjonen. ”Fremover gir systemet forskerne den beste muligheten til ennå å oppdage et brudd på et konsept som kalles Strong Equivalence Principle. Dette prinsippet er et viktig aspekt av teorien om generell relativitet, og sier at effekten av tyngdekraften på et legeme ikke avhenger av kroppens natur eller indre struktur. "
Trenger du en oppdatering på ekvivalensprinsippet? Hvis du ikke husker at Galileo droppet to forskjellige vektede baller fra det skjeve tårnet i Pisa, vil du kanskje huske Apollo 15-sjef Dave Scotts fall av en hammer og en falkfjerre mens han sto på månens luftløse overflate i 1971 Takket være speil som er igjen på månens overflate, er målinger av laser varierte i mange år og gir de sterkeste begrensningene for ekvivalensprinsippets gyldighet. Her er de eksperimentelle massene stjernene selv, og deres forskjellige masser og gravitasjonsbindende energier vil tjene til å sjekke om de alle faller mot hverandre i henhold til Strong Equivalence-prinsippet, eller ikke. "Å bruke pulsars klokkelignende signal har vi begynt å teste dette," forklarer Archibald. "Vi tror at testene våre vil være mye mer følsomme enn noen tidligere forsøk på å finne et avvik fra Strong Equivalence-prinsippet." "Vi er veldig glade for å ha et så kraftig laboratorium for å studere tyngdekraften," legger Hessels til. "Tilsvarende stjernesystemer må være ekstremt sjeldne i galaksen vår, og vi har heldigvis funnet et av få!"
Original historiekilde: Astronomie Netherlands News Release. Videre lesing: Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR) og NRAOs pressemelding.
