Hulse-Taylor ikili - Hulse–Taylor binary

PSR B1913+16'nın yörüngesel bozunumu. Veri noktaları tarihle birlikte periastron çağında gözlenen değişimi gösterirken, parabol genel göreliliğe göre çağda teorik olarak beklenen değişimi gösterir .

Hulse-Taylor ikili a, ikili yıldız sistemi bir oluşan nötron yıldızı ve titreşen (bilinen PSR B1913 + 16, PSR J1915 + 1606 veya PSR + 16 1913 ) ortak çevresinde yörüngeye kütle merkezinde . Şimdiye kadar keşfedilen ilk ikili pulsardır .

Pulsar tarafından keşfedildi Russell Alan Hulse ve Joseph Hooton Taylor, Jr. arasında Massachusetts Amherst Üniversitesi sistemine ve analiz onlara 1993 Kazanılan arasında 1974 Onların keşifte Nobel Fizik Ödülü , yeni bir tip keşfedilmesi için" pulsar, yerçekimi çalışması için yeni olanaklar açan bir keşif."

keşif

Hulse ve Taylor, Arecibo 305m çanağını kullanarak darbeli radyo emisyonlarını tespit ettiler ve böylece kaynağı hızla dönen, yüksek oranda manyetize edilmiş bir nötron yıldızı olan bir pulsar olarak tanımladılar . Nötron yıldızı kendi ekseni etrafında saniyede 17 kez döner; bu nedenle darbe süresi 59 milisaniyedir .

Radyo darbelerini bir süre zamanladıktan sonra, Hulse ve Taylor, darbelerin varış zamanında sistematik bir değişiklik olduğunu fark ettiler. Bazen darbeler beklenenden biraz daha erken alındı; bazen, beklenenden daha geç. Bu varyasyonlar , 7,75 saatlik bir süre ile sorunsuz ve tekrarlı bir şekilde değişti . Pulsarın başka bir yıldızla ikili bir yörüngede olması ve daha sonra başka bir nötron yıldızı olduğu doğrulanması durumunda böyle bir davranışın tahmin edildiğini fark ettiler .

Yıldız sistemi

Pulsar ve onun nötron yıldızı arkadaşı , ortak kütle merkezlerinin etrafındaki eliptik yörüngeleri takip eder . Yörünge hareketinin periyodu 7.75 saattir ve iki nötron yıldızının kütlece neredeyse eşit, yaklaşık 1.4 güneş kütlesi olduğuna inanılmaktadır . İki nötron yıldızından sadece birinden radyo emisyonları tespit edildi.

Periastronda minimum ayrılma yaklaşık 1,1 güneş yarıçapıdır ; apastron'da maksimum ayrılma 4,8 güneş yarıçapıdır. Yörünge, gökyüzü düzlemine göre yaklaşık 45 derece eğimlidir. Periastronun oryantasyonu, yörünge hareketi yönünde yılda yaklaşık 4,2 derece değişir (periastronun göreceli devinimi). Ocak 1975'te, periastronun Dünya'dan görüş hattına dik olarak gerçekleşmesi için yönlendirildi.

Genel Görelilik testi olarak kullanın

İkili sistem başlangıçta keşfedildi beri yörünge nedeniyle enerji kaybıyla hassas anlaşmada, çürümüş olan yerçekimsel dalgalar tarafından açıklanan Albert Einstein 'ın genel görelilik kuramı . Gözlenen yörünge bozulma hızının tahmin edilen hızına oranı 0,997±0,002 olarak hesaplanmıştır. Bu sistem tarafından yayılan yerçekimi dalgalarının toplam gücü şu anda 7,35 × 10 ²⁴ watt olarak hesaplanmaktadır . Karşılaştırma için, bu, Güneş tarafından ışıkta yayılan gücün %1.9'udur. Güneş Sistemi nedeniyle özellikle Güneş ve Jüpiter ve gezegenlerin nispeten küçük kütleye arasında çok daha büyük mesafeler ve yörünge süreleri için, yerçekimi dalgaları sadece 5000 hakkında watt yayar.

Yerçekimi radyasyonundan kaynaklanan bu nispeten büyük enerji kaybı ile yörünge periyodunun azalma hızı yılda 76,5 mikrosaniye , yarı ana eksenin azalma hızı yılda 3,5 metre ve nihai inspirasyona kadar hesaplanan ömür 300 milyon yıldır.

2004'te Taylor ve Joel M. Weisberg, bugüne kadarki deneysel verilerin yeni bir analizini yayınladılar ve veriler ile tahmin edilen sonuçlar arasındaki %0.2'lik farkın, Güneş'in galaktik merkezden uzaklığı da dahil olmak üzere, az bilinen galaktik sabitlerden kaynaklandığı sonucuna vardılar. pulsarın düzgün hareketi ve Dünya'dan uzaklığı. İlk iki niceliğin daha iyi ölçülmesi için çabalar sürerken, "pulsar mesafesi bilgisinde önemli bir gelişme için çok az olasılık" gördüler, bu nedenle daha sıkı sınırlara ulaşmak zor olacak. Taylor ve Weisberg ayrıca sistemin presesyonunun değişen darbe şekillerine yol açtığı gerçeğini kullanarak pulsarın iki boyutlu ışın yapısını da haritaladı. Kiriş şeklinin enlemesine uzatıldığını ve merkeze yakın bir yerde uzunlamasına sıkıştırıldığını ve bunun sekiz rakamı gibi genel bir şekle yol açtığını buldular.

2016'da Weisberg ve Huang, hala %0.16'lık bir eşitsizlikle daha fazla sonuç yayınladılar ve gözlemlenen değerin tahmin edilen değere oranının 0,9983 ± 0,0016 olduğunu buldular. 1.8σ'dan 1σ'ya kadar olan bu gelişmenin ana itici gücünü, 2014'te yayınlanan geliştirilmiş galaktik sabitler olarak adlandırıyorlar.

özellikleri

• _Yoldaşın kütlesi: 1.387  M _☉
• Sistemin toplam kütlesi: 2.828378(7)  M _☉
• Yörünge süresi: 7.751938773864 saat
• Eksantriklik: 0.6171334
• Yarı ana eksen : 1.950.100 km
• Periastron ayrımı: 746.600 km
• Apastron ayrımı: 3.153.600 km
• Periastronda yıldızların yörünge hızı (kütle merkezine göre): 450 km/s
• Apastronda yıldızların yörünge hızı (kütle merkezine göre): 110 km/s

Ayrıca bakınız

• ikili pulsar
• PSR J0737-3039
• Kilometre Kare Dizisi
• Genel görelilik testleri
• dört kutuplu formül

Referanslar