Tung pulsar ger Einstein rätt – än så länge

Bild: ESO
Bild: ESO

Astronomer har med hjälp av ESO:s jätteteleskop VLT och radioteleskop över hela världen, hittat och studerat två mycket underliga stjärnor.

Stjärnparet består av den tyngsta neutronstjärna man hittills har hittat - och en vit dvärgstjärna som kretsar omkring den.

Denna underliga dubbelstjärna låter forskarna testa Einsteins gravitationsteori - den allmänna relativitetsteorin - på sätt som tidigare inte varit möjlig.

Än så länge överensstämmer de nya observationerna perfekt med förutsägelserna från den allmänna relativitetsteorin, och stämmer inte med vissa andra alternativa teorier.

- Våra radioobservationer är så noggranna att vi kan kunnat mäta upp en förändring i omloppstiden på 8 millisekunder per år. Det är exakt vad Einsteins teori förutsäger, säger astronomen Paulo Freire, som är medlem i forskarteamet.

Forskningsresultaten publiceras i tidskriften Science den 26 april 2013.

Doktoranden John Antoniadis vid Max Planck-institutet för radioastronomi (MPIfR) i Bonn har lett studien:

- Jag höll på att observera det här systemet med ESO:s Very Large Telescope och letade efter ändringar i ljuset från den vita dvärgen som skulle orsakas av rörelsen runt pulsaren. Vid en snabb analys gick det upp för mig att pulsaren var en riktig tungviktare. Den har dubbelt så stor massa som solen, vilket gör den till den mest massiva neutronstjärnan vi känner till, men också ett utmärkt laboratorium för att studera fundamental fysik, säger han.

Einsteins allmänna relativitetsteori, som förklarar gravitationen som en konsekvens av att rumtiden kröks av närvaron av massa och energi, har stått emot alla tester sedan den publicerades för nästan ett århundrade sedan. Men fysikerna vet att det inte är den slutgiltiga teorin för att förklara allt och att det kommer att finnas tillfällen där den helt enkelt inte fungerar.

Fysiker har även lagt fram andra alternativa teorier för gravitationen med förutsägelser som skiljer sig från dem från den allmänna relativitetsteorin. För vissa av dessa alternativa teorier skulle bara dessa skillnader visa sig i extremt starka gravitationsfält, så starka att man inte kan hitta dem i vårt solsystem. PSR J0348+0432 är verkligen ett extremt objekt när det gäller dess gravitationskraft, även om man jämför den med de andra pulsarerna som tidigare använts för att testa Einsteins relativitetsteori.  I sådana starka gravitationsfält kan små skillnader i massa ge upphov till stora förändringar i rumtiden omkring objekten. Tills nu har astronomer inte haft någon idé om vad som händer i närheten av en sådan massiv neutronstjärna som PSR J0348+0432.