Ilustração do artista sobre o arrasto de armação Lense-Thirring resultante de uma anã branca em rotação no sistema estelar binário PSR J1141-6545.
(Imagem: © Mark Myers, Centro de Excelência do ARC para Descoberta de Ondas Gravitacionais (OzGrav))
A maneira como o tecido do espaço e do tempo gira em um redemoinho cósmico em torno de uma estrela morta confirmou mais uma previsão de A teoria da relatividade geral de Einstein, encontra um novo estudo.
Essa previsão é um fenômeno conhecido como arrastamento de quadros ou o efeito Lense-Thirring. Ele afirma que o espaço-tempo agitará em torno de um corpo maciço e rotativo. Por exemplo, imagine que a Terra estivesse submersa em mel. À medida que o planeta girava, o mel ao redor girava - e o mesmo se aplica ao espaço-tempo.
Experiências de satélite detectaram quadro arrastando no campo gravitacional da Terra em rotação, mas o efeito é extraordinariamente pequeno e, portanto, tem sido difícil de medir. Objetos com massas maiores e campos gravitacionais mais poderosos, como anãs brancas e estrelas de nêutrons, oferecem melhores chances de ver esse fenômeno.
Os cientistas concentraram-se no PSR J1141-6545, um jovem pulsar com cerca de 1,27 vezes a massa do sol. O pulsar está localizado entre 10.000 e 25.000 anos-luz da Terra na constelação de Musca (a mosca), que fica perto da famosa constelação de Southern Cross.
Um pulsar é uma estrela de nêutrons que gira rapidamente e emite ondas de rádio ao longo de seus polos magnéticos. (Estrelas de nêutrons são cadáveres de estrelas que morreram em explosões catastróficas conhecidas como supernovas; a gravidade desses remanescentes é poderosa o suficiente para esmagar prótons e elétrons para formar nêutrons.)
O PSR J1141-6545 circunda uma anã branca com uma massa quase igual à do sol. Anãs brancas são os núcleos superdensos do tamanho da Terra de estrelas mortas que são deixados para trás depois que as estrelas de tamanho médio esgotam seu combustível e derramam suas camadas externas. Nosso sol vai acabar como uma anã branca um dia, assim como mais de 90% de todas as estrelas da nossa galáxia.
O pulsar orbita a anã branca em uma órbita estreita e rápida, com menos de 5 horas de duração, percorrendo o espaço a cerca de 1 milhão km / h, com uma separação máxima entre as estrelas um pouco maior que o tamanho do nosso sol. o principal autor Vivek Venkatraman Krishnan, astrofísico do Instituto Max Planck de Radioastronomia em Bonn, Alemanha, disse ao Space.com.
Os pesquisadores mediram quando os pulsos do pulsar chegaram à Terra com precisão de 100 microssegundos durante um período de quase 20 anos, usando os radiotelescópios Parkes e UTMOST na Austrália. Isso lhes permitiu detectar um desvio de longo prazo na maneira como o pulsar e a anã branca orbitam um ao outro.
Depois de eliminar outras possíveis causas dessa deriva, os cientistas concluíram que era o resultado do arrasto de quadros: a maneira como a anã branca que gira rapidamente no espaço-tempo faz com que a órbita do pulsar mude sua orientação lentamente ao longo do tempo. Com base no nível de arrasto de quadros, os pesquisadores calcularam que a anã branca gira em seu eixo cerca de 30 vezes por hora.
Pesquisas anteriores sugeriram que a anã branca se formou antes do pulsar neste sistema binário. Uma previsão de tais modelos teóricos é que, antes da supernova formadora de pulsar, o progenitor do pulsar lançou quase 20.000 massas de matéria da Terra na anã branca ao longo de cerca de 16.000 anos, aumentando sua taxa de rotação.
"Sistemas como o PSR J1141-6545, onde o pulsar é mais jovem que a anã branca, são bastante raros", disse Venkatraman Krishnan. O novo estudo "confirma uma hipótese de longa data de como esse sistema binário surgiu, algo que foi proposto há mais de duas décadas".
Os pesquisadores observaram que eles usaram o arrasto de quadros para fornecer informações sobre a estrela em rotação que a causou. No futuro, eles disseram, eles podem usar um método semelhante para analisar estrelas binárias de nêutrons para aprender mais sobre sua composição interna ", que, mesmo após mais de 50 anos de observação, ainda não temos controle", Venkatraman Disse Krishnan. "A densidade da matéria dentro de uma estrela de nêutrons excede em muito o que pode ser alcançado em um laboratório; portanto, há uma abundância de novas físicas a serem aprendidas usando essa técnica para dobrar os sistemas de estrelas de nêutrons".
Os cientistas detalham suas descobertas online hoje (30 de janeiro) na revista Science.
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