Ақылшық жұлдызы (PSR B1913+16) – нейтронды жұлдыз бен пульсардан тұратын ең алғашқы бинарлық жүйе. 1993 ж. физикадан Нобель сыйлығы берілді, гравитацияны зерттеуге көмектесті.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Акуила шоқжұлдызындағы пульсар
Pulsar in the constellation Aquila
Хюльс-Тейлор пульсары (PSR B1913+16, PSR J1915+1606 немесе PSR 1913+16) – ортақ массалық орталығының айналасында орбитада айналатын нейтрон жұлдызы мен пульсардан тұратын екі жұлдыздан құралған жүйе. Бұл, ең алғаш ашылған екі пульсардың бірі. Пульсарды 1974 жылы Массачусетс Амхерст университетінің ғалымдары Расселл Алан Хюльс және Джозеф Хутон Тейлор кіші ашқан. Олардың жүйенің ашылуы мен талдауы оларға 1993 жылғы Физика саласындағы Нобель сыйлығын әкелді, "жаңа типтегі пульсарды ашқандары және гравитацияны зерттеудің жаңа мүмкіндіктерін ашқандары үшін".
The Hulse–Taylor pulsar (known as PSR B1913+16, PSR J1915+1606 or PSR 1913+16) is a binary star system composed of a neutron star and a pulsar which orbit around their common center of mass. It is the first binary pulsar ever discovered. The pulsar was discovered by Russell Alan Hulse and Joseph Hooton Taylor Jr., of the University of Massachusetts Amherst in 1974. Their discovery of the system and analysis of it earned them the 1993 Nobel Prize in Physics "for the discovery of a new type of pulsar, a discovery that has opened up new possibilities for the study of gravitation."
Ашылу
Аресибоның 305 м-лік антеннасын пайдаланып, Хулс пен Тейлор импульстік радиосигналдарды анықтады және осылайша осы көзді жоғары магниттелген, жылдам айналатын нейтрон жұлдызы – пульсар ретінде таныстырды. Нейтрон жұлдызы өзінің осі бойынша секундына 17 рет айналады, сондықтан импульстің периоды 59 миллисекунд құрайды. Радио импульстарын белгілі бір уақыт бойы бақылағаннан кейін, Хулс пен Тейлор импульстардың келу уақытында жүйелі өзгерістерді байқады. Кейде импульстар күтілгеннен бұрын, ал кейде кейін жетеді. Бұл өзгерістер 7,75 сағаттық периодпен біртекті және қайталанатын сипатта болды. Олар пульсар екінші жұлдызбен бірге орбитада айналса, мұндай мінез-құлық күтілетінін түсінді, кейіннен бұл екінші жұлдыз да нейтрон жұлдызы екені расталды.
Using the Arecibo 305 m dish, Hulse and Taylor detected pulsed radio emissions and thus identified the source as a pulsar, a rapidly rotating, highly magnetized neutron star. The neutron star rotates on its axis 17 times per second; thus the pulse period is 59 milliseconds. After timing the radio pulses for some time, Hulse and Taylor noticed that there was a systematic variation in the arrival time of the pulses. Sometimes, the pulses were received a little sooner than expected; sometimes, later than expected. These variations changed in a smooth and repetitive manner, with a period of 7.75 hours. They realized that such behavior is predicted if the pulsar were in a binary orbit with another star, later confirmed to be another neutron star.
Жұлдыздық жүйе
Пулсар және оның нейтронды жұлдызы ортақ массалық орталығының айналасында эллипстік орбиталармен қозғалады. Орбиталық айналым периоды 7,75 сағатқа тең, ал екі нейтронды жұлдыздың массасы шамамен бірдей, шамамен 1,4 күн массасына жуық. Радиосәулелену тек екі нейтронды жұлдыздың бірінен ғана анықталды. Периастрондағы ең аз арақашықтық шамамен 1,1 күн радиусына тең, ал апастрондағы ең көп арақашықтық 4,8 күн радиусына тең. Орбита аспан жазықтығымен шамамен 45 градус бұрышпен еңкейген. Периастронның бағыты орбиталық қозғалыс бағытымен жылына шамамен 4,2 градусқа өзгереді (периастронның релятивистік прецессиясы). 1975 жылдың қаңтарында ол Жерден көрінетін бағытқа перпендикуляр периастронмен бағытталған болатын.
The pulsar and its neutron star companion both follow elliptical orbits around their common center of mass. The period of the orbital motion is 7.75 hours, and the two neutron stars are believed to be nearly equal in mass, about 1.4 solar masses. Radio emissions have been detected from only one of the two neutron stars. The minimum separation at periastron is about 1.1 solar radii; the maximum separation at apastron is 4.8 solar radii. The orbit is inclined at about 45 degrees with respect to the plane of the sky. The orientation of periastron changes by about 4.2 degrees per year in direction of the orbital motion (relativistic precession of periastron). In January 1975, it was oriented so that periastron occurred perpendicular to the line of sight from Earth.
Жалпы салыстырмалылық теориясының сынағы ретінде пайдалану
Бинарлық жүйе алғаш ашылғаннан бері орбитасы ыдырады, бұл Альберт Эйнштейннің жалпы салыстырмалылық теориясында сипатталған гравитациялық толқындар арқылы энергия жоғалтуымен толық сәйкес келеді. Байқалған және күтілген орбиталық ыдырау жылдамдығының қатынасы 0,997 ± 0,002 деп есептелді. Олар 1,8σ-дан 1σ-ға дейінгі айырмашылықтың азаюына 2014 жылы жарияланған жақсартылған галактикалық тұрақтылардың себеп болғанын атап көрсетеді.
The orbit has decayed since the binary system was initially discovered, in precise agreement with the loss of energy due to gravitational waves described by Albert Einstein's general theory of relativity. The ratio of observed to predicted rate of orbital decay is calculated to be 0.997 ± 0.002. They name the main driver of this improvement, from 1.8σ to 1σ discrepancy, as being improved galactic constants published in 2014.