Do wersji nieprzenośnej

07. Maj 2021, godz

Nowy teleskop do badania teorii względności Einsteina i obiektów o większej gęstości we wszechświecie. Korzystając z południowoafrykańskiego teleskopu MeerKAT, astronomowie systematycznie badają pulsujące gwiazdy podwójne do testów grawitacyjnych. Komunikat prasowy Instytutu Radioastronomii im. Maxa Plancka w Bonn.

6 maja 2021 – Międzynarodowa grupa astronomów pod kierownictwem Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR) w Bonn i University of British Columbia (UBC) w Vancouver przedstawia pierwsze wyniki szeroko zakrojonego programu obserwacyjnego stworzonego przez Południe Afrykański radioteleskop MeerKAT do testowania teorii Einsteina z niespotykaną dotąd dokładnością. Program nazwano pulsarami binarnymi i relatywistycznymi? (RelBin) Pierwsze wyniki przedstawiono w artykule opublikowanym dzisiaj w Journal of Monthly Notices of the Royal Astronomical Society? Opisane.

Ogólna teoria względności Alberta Einsteina jest jedną z najlepiej zbadanych teorii w fizyce i jest obecnie najlepszym opisem grawitacji, jednak pozostają pytania, takie jak natura ciemnej materii? Albo „ciemna energia”? Bez odpowiedzi, a możliwe odchylenia od ogólnej teorii względności są nadal badane. W tym przypadku badanie podwójnych pulsarów, gwiazd o niezwykle dużej gęstości, które działają jak kosmiczne latarnie i minutowe zegary, dostarcza unikalnych informacji, które uzupełniają inne eksperymenty, na przykład z detektorami fal grawitacyjnych lub misjami satelitarnymi.

Pulsary mają rozmiar około 15 mil i są zbudowane głównie z neutronów. Mając masę około dwa razy większą od Słońca, jest to najbardziej ekstremalny obiekt w obserwowalnym wszechświecie. Śledząc ich ruch wokół potencjalnego towarzysza, innej gwiazdy neutronowej lub większego „białego karła”, który jest odsłoniętym rdzeniem zwykłej gwiazdy pod koniec jej życia, radioteleskopy, takie jak MeerKAT w RPA, mogą zlokalizować je na ich własnych orbitach za jedyne 30 dokładnie za metr! Może to ujawnić szereg efektów relatywistycznych w ruchu orbitalnym, takich jak emisja fal grawitacyjnych lub wpływ na propagację światła w silnych polach grawitacyjnych.

Teleskop MeerKAT to doskonały nowy radioteleskop opracowany przez Radio Astronomy Observatory w Republice Południowej Afryki. (Saraw) został zbudowany i obsługiwany. Zapewnia wysoką czułość dzięki zestawowi sygnału z 64 pojedynczych anten o długości 13 metrów. Jako część dużej propozycji ankiety? Projekt MeerTime, kierowany przez profesora Matthew Bilesa z Uniwersytetu Swinburne w Australii, był projektem „Relative and Binary Pulsars”. (RelBin) Pod kierownictwem profesora Michaela Kramera, dyrektora MPIfR w Bonn i profesor Ingrid Steers z Uniwersytetu Kolumbii Brytyjskiej w Kanadzie, był to najlepszy program naukowy proponowany dla MeerKAT. Zespół RelBin International wraz z kolegami z Afryki, Australii, Europy i Ameryki Północnej przedstawia teraz pierwsze wyniki tego programu.

RelBin koncentruje się głównie na monitorowaniu efektów relatywistycznych w układach podwójnych pulsarów, aby umożliwić dokładne pomiary mas gwiazd neutronowych i testy teorii grawitacji. Nawet jeśli szczegółowych wyników można się spodziewać dopiero po kilku miesiącach obserwacji, zespół może już wykazać, że obserwacje za pomocą MeerKAT zazwyczaj poprawiają bieżące dane z innych teleskopów 2-3-krotnie, a czasem o cały rząd wielkości. Michael Kramer Excited: Meerkat radzi sobie lepiej, niż się spodziewaliśmy! Możemy teraz przeprowadzać eksperymenty, które zajęłyby nie tylko około 10 lat z innymi teleskopami, ale możemy je również wykonywać z dużo większą precyzją.

PSR J0737-3039A: System podwójnych pulsarów składa się z dwóch pulsarów (z okresami 23 ms i 2,8 sekundy) krążących wokół siebie. Podwójny pulsar jest jednym z obserwatorów badanych w ramach programu RelBin. (Zdjęcie: Michael Kramer / MPIfR)

Badane źródła obejmują słynny system podwójnych pulsarów, w którym dwa pulsary krążą wokół siebie w zaledwie 2,5 godziny. Współprzewodnicząca projektu, Ingrid Stairs, wyjaśnia: „Możemy teraz zbadać ten system bardziej szczegółowo. System stale zmienia swoją konfigurację orbity z powodu efektów relatywistycznych i możemy uważnie śledzić te efekty w testach ogólnej teorii względności”.

RelBin to największe jak dotąd badanie relatywistycznych podwójnych pulsarów, a także ma na celu zwiększenie liczby precyzyjnie zmierzonych mas gwiazd neutronowych. Dr. Vivek Venkatraman Krishnan, doktorant MPIfR i współorganizator pracy, podsumowuje to: ?? Masa gwiazd neutronowych dostarcza informacji o tym, jak gęste są wiązki materii we Wszechświecie. Dzięki obserwacjom MeerKAT relatywistycznego wpływu na ruch gwiazd neutronowych w układach podwójnych, możemy zmierzyć ich masy z dokładnością około 1% lub lepszą i ewentualnie udowodnić lub wykluczyć szereg modeli zaproponowanych przez fizyków jądrowych. ??

Zespół Matthew Bilesa ze Swinburne University of Technology opracował infrastrukturę superkomputera, która codziennie przyjmuje prawie 300 milionów megabajtów danych wejściowych z teleskopu i przekształca je w dane przydatne naukowo. „MeerKAT to doskonały przykład globalnego projektu naukowego, w ramach którego eksperci z całego świata spotykają się, aby stworzyć doskonałe narzędzie, które wprawia w ruch prawa Einsteina” – mówi.

Anteny radiowe dla sieci teleskopów MeerKAT na półwyspie Karoo w RPA, pod rozgwieżdżonym nocnym niebem. (Zdjęcie: Radio Astronomy Observatory w Republice Południowej Afryki (Saraw))

Sieć teleskopów Merkat obsługiwana przez Saraw jest największym radioteleskopem na półkuli południowej i jednym z dwóch głównych urządzeń projektu SKA, który powstał w RPA. Teleskop radiowy na pustyni Karoo zostanie wkrótce rozszerzony przez Towarzystwo Maxa Plancka we współpracy z SARAO i INAF we Włoszech o kilka dodatkowych anten odbijających. Ten projekt o nazwie „MeerKAT +” poprawi możliwości MeerKAT. Teleskop będzie później stopniowo integrowany ze Środkowym Teleskopem SKAO. Pierwsze obserwacje naukowe ulepszonym teleskopem MeerKAT mogą rozpocząć się już w 2023 r., Kiedy teleskop nadal jest testowany.

Chcielibyśmy tylko pogratulować naszym południowoafrykańskim kolegom ich wspaniałych wyników. Jesteśmy dumni i wdzięczni, że możemy używać teleskopu wraz z naszymi afrykańskimi kolegami do wspólnych badań. Czekaj na bardziej ekscytujące wyniki! Podsumowuje Michael Kramer.

Informacje ogólne
Jedno z obserwatorium radioastronomicznego w Afryce Południowej (SARAO), sieć teleskopów MeerKAT, jest największym radioteleskopem na półkuli południowej i jednym z dwóch początkowych instrumentów projektu SKA, który będzie znajdował się w Afryce Południowej. Teleskop radiowy na pustyni Karoo zostanie wkrótce rozszerzony o dodatkowe anteny odpowiadające projektowi Meerkat +. rozszerzony. Teleskop będzie później stopniowo włączany do projektu SKA, a budowa teleskopu rozpocznie się wkrótce i potrwa do 2028 r. Pierwsze obserwacje naukowe z wykorzystaniem MeerKAT + mogą rozpocząć się już w 2023 r., Podczas fazy testowania teleskopu.

MeerTIME to „duża propozycja badań” teleskopu MeerKAT zarządzanego przez Swinburne University of Technology. We współpracy z kilkoma australijskimi instytutami, a także z INAF, University of Manchester, MPIfR, NRAO i SARAO.

?????????????????????????????????? Czy RelBin to program naukowy będący częścią „dużej propozycji ankiety”? MeerTime, do systematycznego badania podwójnych układów pulsarów do testów grawitacyjnych. Program jest moderowany przez profesora Michaela Kramera, dyrektora MPIfR w Bonn oraz profesor Ingrid Stairs z University of British Columbia (UBC). W skład międzynarodowego zespołu badawczego RelBin wchodzą naukowcy z Afryki, Australii, Europy i Ameryki Północnej.

W skład zespołu badawczego wydawnictwa wchodzą Michael Kramer, Ingrid H. Schody, Vivek Venkatraman Krishnan, Paolo C. Freire, Federico Abate, Matthew Biles, Marta Burgay, Sandra Bochner, David J. Champion, Ismail Cognard, Tasha Gautam, Marisa Geyer, Lucas Guillemot, Huanchen Hu, Gemma Janssen, Marcus E. Lower , Aditya Parthasarathy, Andrea Possenti, Scott Ransom, Daniel J. Rridon, Alessandro Ridolfi, Maciej Serylak, Ryan M. Shannon, Renée Spiewak, Gilles Theureau, Willem van Straten, Norbert Wex, Lucy S. Oswald, Betina Bosselt, Charlotte Soby, Ewoan Dr. Barr, Fernando Camilo, Benjamin Hugo, Andrew Jameson, Simon Johnston, Aris Carstrejo, Michael Keith i Stefan Usowski. Jedenastu autorów (Kramer, Venkatraman Krishnan, Frere, Abatee, Champion, Gotham, He, Parthasarathy, Ridolfi, Wicks i Parr) należy do MPIfR.

Originalveröffentlichung
Binarny program względny MeerKAT: cele naukowe i pierwsze wyniki
M. Kramer i in.
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS), tom 504, wydanie 2, czerwiec 2021, strony 2094 2114),
DOI: doi.org/10.1093/mnras/stab375

Binarny program względny MeerKAT: cele naukowe i pierwsze wyniki
arXiv-Preprint (Kramer i in. 2021, MNRAS Tom 504, wydanie 2, czerwiec 2021, strony 2094–2114)

Powiązane wiadomości na Raumfahrer.net:

Porozmawiaj z nami na forum Raumcon:

Źródło: Instytut Radioastronomii im. Maxa Plancka