Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Пульсар в созвездии Орла
Pulsar in the constellation Aquila
Пульсар Халса–Тейлора (известный как PSR B1913+16, PSR J1915+1606 или PSR 1913+16) — двойная звездная система, состоящая из нейтронной звезды и пульсара, вращающихся вокруг их общего центра масс. Это первый обнаруженный двойной пульсар. Пульсар был открыт Расселом Аланом Халсом и Джозефом Хутоном Тейлором-младшим из Университета Массачусетса в Амхерсте в 1974 году. Их открытие системы и её анализ принесли им Нобелевскую премию по физике 1993 года «за открытие нового типа пульсара, открытие, которое открыло новые возможности для изучения гравитации».
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."
Открытие
Используя 305-метровую антенну Аресибо, Хьюлс и Тейлор обнаружили импульсные радиоизлучения и, таким образом, идентифицировали источник как пульсар – быстро вращающуюся, сильно намагниченную нейтронную звезду. Нейтронная звезда вращается вокруг своей оси 17 раз в секунду, следовательно, период импульса составляет 59 миллисекунд. После длительного наблюдения за радиоимпульсами Хьюлс и Тейлор заметили систематическое изменение времени их прихода. Иногда импульсы приходили немного раньше ожидаемого, иногда – немного позже. Эти изменения происходили плавно и периодически, с периодом 7,75 часов. Они пришли к выводу, что такое поведение предсказывается, если пульсар находится в двойной системе с другой звездой, которая впоследствии была подтверждена как еще одна нейтронная звезда.
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.
Звездная система
Пульсар и его нейтронная звезда-компаньон движутся по эллиптическим орбитам вокруг их общего центра масс. Период орбитального движения составляет 7,75 часов, и считается, что массы обеих нейтронных звезд почти равны, примерно 1,4 солнечной массы. Радиоизлучение было зарегистрировано только от одной из двух нейтронных звезд. Минимальное расстояние в перицентре составляет около 1,1 солнечного радиуса, а максимальное расстояние в апоцентре – 4,8 солнечного радиуса. Орбита наклонена примерно на 45 градусов к плоскости неба. Ориентация перицентра меняется примерно на 4,2 градуса в год в направлении орбитального движения (релятивистская прецессия перицентра). В январе 1975 года она была ориентирована таким образом, что перицентр приходился на направление, перпендикулярное лучу зрения с Земли.
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.
Использование в качестве теста общей теории относительности
Орбита с тех пор претерпела распад, что полностью согласуется с потерей энергии из-за гравитационных волн, как это предсказывается общей теорией относительности Альберта Эйнштейна. Отношение наблюдаемой скорости распада орбиты к прогнозируемой составляет 0,997 ± 0,002. Авторы объясняют улучшение точности, снижение расхождения с 1,8σ до 1σ, публикацией в 2014 году уточнённых галактических констант.
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.