חוקרים הצליחו למדוד לראשונה את מהירות הסיבוב של ננס לבן במערכת בינארית. המדידה, שהסתייעה בפעימות גלי הרדיו מהפולסאר הסמוך, גם סיפקה אישור נוסף ליחסות הכללית

מדענים הצליחו למדוד בפעם הראשונה את קצב הסיבוב של ננס לבן במערכת בינארית. הם הסתייעו לשם כך בתכונותיו של הכוכב השכן באותה מערכת, הפולט גלי רדיו בתדירות קבועה, ובכך שתדירות גלי הרדיו המגיעים אלינו משתנה כך שהמרחב-זמן עצמו מסתובב סביב הננס הלבן ומשפיע על המסלול של הכוכב השכן. התגלית הזאת עוזרת להבין טוב יותר את תולדותיה של המערכת, וגם מסבירה מדוע כוכבים מסתובבים כל כך מהר במערכות כאלה.

ננס לבן הוא הליבה של כוכב שסיים להתיך את הדלק הגרעיני שלו. הוא קטן וצפוף מאוד, וכוח המשיכה שלו יכול להשפיע על גופים שנמצאים קרוב מאוד אליו. על פי היחסות הכללית, מסה גדולה, כמו זאת של כוכב, לא רק מושכת אליה מסות אחרות, אלא גם משפיעה בשלל דרכים על הזמן והמרחב סביבה. למשל כשהמסה מסתובבת, המרחב והזמן נגררים בכיוון הסיבוב שלה. אם סביב המסה הזאת נמצאים גופים נוספים, אפשר למדוד שינויים זעירים בתנועתם.

כשהגוף שגורר אחריו את הזמן והמרחב הוא חור שחור, יכולות להיות לכך השפעות דרמטיות. ההשפעות של גוף פחות מסיבי וכבד, כמו ננס לבן, הרבה יותר קטנות. במחקר החדש מצאו החוקרים דרך למדוד את ההשפעות הללו תודות לנוכחות של גוף שמיימי נוסף הקרוי פולסאר, המקיף את הננס הלבן במסלול קרוב.

תזמון גלי הרדיו מאפשר לזהות את עיוותי המרחב-זמן של המערכת | איור: Credit: Mark Myers, OzGrav ARC Centre of Excellence
תזמון גלי הרדיו מאפשר לזהות את עיוותי המרחב-זמן של המערכת | איור: Credit: Mark Myers, OzGrav ARC Centre of Excellence

אישוש נוסף לתורת היחסות

פולסארים הם גופים צפופים אף יותר מננסים לבנים, ונמנים על קבוצת גופים שמימיים שקרויים כוכבי ניטרונים משום שהם מורכבים בעיקר מניטרונים המוקפים בשדה מגנטי חזק. הפולסארים מסתובבים סביב עצמם במהירות אדירה ויכולים לפעמים להשלים קרוב לאלף הקפות בשנייה אחת.

ההבדל ההעיקרי בין פולסאר לכוכב ניטרונים רגיל הוא שהפולסאר פולט גלי רדיו מהקטבים המגנטיים שלו. אם הפולסאר מסתובב וגלי הרדיו שלו נפלטים מדי פעם לכיוון כדור הארץ, אסטרונומים יכולים לגלות אותם במרווחים קבועים וסדורים, כמו אלומות אור שנפלטות ממגדלור וחולפות על פני הצופה בזמנים קבועים. כל שינוי בתנועת הפולסאר בחלל מתבטא בהבדלים דקים בזמני ההגעה של גלי הרדיו, שאותם אנו יודעים למדוד בדיוק רב. במערכת הזאת הפולסאר מקיף את הננס הלבן ואפשר לחשב את מסלולם זה סביב זה בדיוק רב על פי תזמון גלי הרדיו.

באנליזה החדשה שהתפרסמה בסוף ינואר, הראו החוקרים שאפשר למדוד שינויים הדרגתיים במסלול הפולסאר, ושהם תואמים היטב את הניבויים של היחסות הכללית עבור ננס לבן שמסתובב במהירות. הם גילו כי הוא משלים סיבוב סביב עצמו תוך רבע שעה בלבד, לכל היותר. נוסף על האפשרות הנדירה למדוד את מהירות הסיבוב של הננס הלבן, המדידה מספקת עוד אישוש לנכונות היחסות הכללית.

מכיוון שמדובר בכוכב קטן ורחוק מאוד, כ-10,000 שנות אור מאיתנו, קשה מאוד למדוד את התכונה הזאת בדרכים אחרות. מדידה של מהירות הסיבוב עוזרת למדענים להבין טוב יותר איך נוצרות מערכות כפולות מהסוג הזה, ואיך יחסי הגומלין בין הכוכבים אחראים לסיבוב המהיר של הננס הלבן.

סרטון קצר של OzGrav ARC Centre of Excellence על המחקר (באנגלית): 

 

0 תגובות