Двоичное Халс-Тейлор является двойной звездной система состоит из нейтронной звезды и пульсара (известный как PSR B1913 + 16, PSR J1915 + 1606 или PSR 1913 + 16 ) , которые орбита вокруг их общего центра масс . Это первый когда-либо обнаруженный двойной пульсар .
Данные наблюдений Эпоха B1950.0 Равноденствие B1950.0 | |
---|---|
Созвездие | Акила [1] |
Прямое восхождение | 19 ч 13 м 12.4655 с |
Склонение | 16 ° 01 ′ 08.189 ″ |
Астрометрия | |
Расстояние | 21000 св. Лет (6400 шт. ) |
Подробности [2] | |
Масса | 1,441 М ☉ |
Вращение | 59.02999792988 мс |
Прочие обозначения | |
Ссылки на базы данных | |
SIMBAD | данные |
Пульсар был обнаружен Рассел Алана Халс и Джозеф Тейлор Хутон, младший , в Университете штата Массачусетс Амхерст в 1974 году их открытия системы и анализе его заработанными им в 1993 году Нобелевской премии по физике «за открытие нового типа пульсара, открытие, открывшее новые возможности для изучения гравитации ». [8]
Открытие
Использование Аресибо 305m блюда, Халс и Тейлор не обнаружен в импульсном режиме радио выбросов и таким образом определили в качестве источника пульсара, быстро вращающейся, высоко намагниченной нейтронной звезды . Нейтронная звезда вращается вокруг своей оси 17 раз в секунду; таким образом, период импульса составляет 59 миллисекунд .
После того, как в течение некоторого времени синхронизировались радиоимпульсы, Халс и Тейлор заметили, что время прихода импульсов систематически менялось. Иногда импульсы поступали немного раньше, чем ожидалось; иногда позже, чем ожидалось. Эти вариации менялись плавно и периодически с периодом 7,75 часа. Они поняли, что такое поведение предсказывается, если пульсар находился на двойной орбите с другой звездой, которая позже была подтверждена как другая нейтронная звезда. [9]
Звездная система
Пульсар и его спутник нейтронная звезда движутся по эллиптическим орбитам вокруг своего общего центра масс. Период орбитального движения составляет 7,75 часа, и две нейтронные звезды считаются почти равными по массе, около 1,4 массы Солнца . Радиоизлучение было обнаружено только от одной из двух нейтронных звезд.
Минимальное расстояние в периастре составляет около 1,1 радиуса Солнца ; максимальное разделение на апастре составляет 4,8 радиуса Солнца. Орбита наклонена примерно на 45 градусов по отношению к плоскости неба. Ориентация периастра меняется примерно на 4,2 градуса в год в направлении орбитального движения (релятивистская прецессия периастра). В январе 1975 года его сориентировали так, чтобы периастр находился перпендикулярно лучу зрения с Земли. [2] [10]
Использовать как тест общей теории относительности
Орбита заглохла , так как двоичная система первоначально была обнаружена, в точном согласии с потерей энергии из - за гравитационные волны , описываемых Альберт Эйнштейн «с общей теорией относительности . [2] [10] [11] [12] Рассчитанное отношение наблюдаемой скорости орбитального распада к предсказанной составляет 0,997 ± 0,002. [12] Общая мощность гравитационных волн, излучаемых этой системой в настоящее время, по расчетам, составляет 7,35 × 10 24 Вт. Для сравнения, это 1,9% мощности, излучаемой Солнцем в свете. Солнечная система излучает только около 5000 ватт в гравитационных волн, из - за значительно большие расстояния и времени орбиты, особенно между Солнцем и Юпитером и относительно небольшой массы планет.
При таких сравнительно больших потерях энергии из-за гравитационного излучения скорость уменьшения орбитального периода составляет 76,5 микросекунд в год, скорость уменьшения большой полуоси составляет 3,5 метра в год, а расчетное время жизни до конечной инспирали составляет 300 миллионов лет. [2] [12]
В 2004 году Тейлор и Джоэл М. Вайсберг опубликовали новый анализ экспериментальных данных на сегодняшний день, сделав вывод о том, что расхождение на 0,2% между данными и предсказанными результатами связано с плохо известными галактическими константами, включая расстояние от Солнца до центра галактики. собственное движение пульсара и его расстояние от Земли. Несмотря на то, что предпринимаются усилия по более точному измерению первых двух величин, они не видели «больших перспектив для значительного улучшения знаний о расстоянии до пульсаров», так что более точных границ будет трудно достичь. Тейлор и Вайсберг также нанесли на карту двумерную структуру луча пульсара, используя тот факт, что прецессия системы приводит к изменению формы импульса. Они обнаружили, что форма балки вытянута в поперечном направлении и сужена в продольном направлении около центра, что приводит к общей форме, напоминающей восьмерку. [7]
В 2016 году Вайсберг и Хуанг опубликовали дополнительные результаты, все еще с расхождением в 0,16%, обнаружив, что отношение наблюдаемого значения к прогнозируемому составило 0,9983 ± 0,0016. [13] Они называют основной причиной этого улучшения, расхождения с 1.8σ до 1σ, улучшенные галактические константы, опубликованные в 2014 году.
Характеристики
- Масса спутника: 1,387 М ☉
- Общая масса системы: 2.828378 (7) М ☉
- Орбитальный период: 7,751938773864 ч.
- Эксцентриситет: 0,6171334
- Большая полуось : 1950100 км
- Разделение периастра: 746,600 км
- Разделение апастронов: 3 153 600 км.
- Орбитальная скорость звезд в периастре (относительно центра масс): 450 км / с
- Орбитальная скорость звезд на апастре (относительно центра масс): 110 км / с
Смотрите также
- Бинарный пульсар
- PSR J0737-3039
- Массив квадратных километров
- Тесты общей теории относительности
Рекомендации
- ^ wikisky.org НЕБО-КАРТА для 19:15:28 / +16: 06: 27 (позиция J2000)
- ^ а б в г Вайсберг, JM; Тейлор, JH; Фаулер, Лос-Анджелес (октябрь 1981 г.). «Гравитационные волны от вращающегося пульсара». Scientific American . 245 (4): 74–82. Bibcode : 1981SciAm.245d..74W . DOI : 10.1038 / Scientificamerican1081-74 .
- ^ а б в «ПСР J1915 + 1606» . SIMBAD . Центр астрономических исследований Страсбурга .
- ^ Ашвин Рамасвами. «Пульсары» . Энциклопедия науки . Энсайнс. Архивировано из оригинала на 2016-03-08.
- ^ Кристофер Ванек (30 мая 2005 г.). «Звезды, движущиеся по орбите, наводняют космос экзотическими гравитационными волнами» . НАСА .
- ^ "Пульсар Халса-Тейлора (PSR 1913 + 16)" . Энциклопедия науки . Миры Дэвида Дарлинга.
- ^ а б Weisberg, JM; Тейлор, Дж. Х (июль 2005 г.). «Релятивистский двоичный пульсар B1913 + 16: тридцать лет наблюдений и анализа» . Написано в Аспене, Колорадо , США. В FA Rasio; IH Stairs (ред.). Двоичные радиопульсары . Серия конференций ASP. 328 . Сан-Франциско : Тихоокеанское астрономическое общество . п. 25. arXiv : astro-ph / 0407149 . Bibcode : 2005ASPC..328 ... 25 Вт .
- ^ «Нобелевская премия по физике 1993 года» . Нобелевский фонд . Проверено 27 октября 2018 .
за открытие нового типа пульсара, открытие, открывшее новые возможности для изучения гравитации
- ^ Weisberg, JM; Отлично, ди-джей. Тейлор, Дж. Х. (20 октября 2010 г.). "Временные измерения релятивистского двойного пульсара PSR B1913 + 16". Астрофизический журнал . 722 (2): 1030–1034. arXiv : 1011.0718 . Bibcode : 2010ApJ ... 722.1030W . DOI : 10.1088 / 0004-637X / 722/2/1030 . S2CID 118573183 .
- ^ а б Тейлор, JH; Вайсберг, JM (1982). «Новый тест ОТО - Гравитационное излучение и двойной пульсар PSR 1913 + 16». Астрофизический журнал . 253 : 908–920. Bibcode : 1982ApJ ... 253..908T . DOI : 10.1086 / 159690 .
- ^ Тейлор, JH; Вайсберг, Дж. М. (1989). «Дальнейшие экспериментальные испытания релятивистской гравитации с использованием двойного пульсара PSR 1913 + 16». Астрофизический журнал . 345 : 434–450. Bibcode : 1989ApJ ... 345..434T . DOI : 10.1086 / 167917 .
- ^ а б в Weisberg, JM; Отлично, ди-джей. Тейлор, Дж. Х (2010). "Временные измерения релятивистского двойного пульсара PSR B1913 + 16". Астрофизический журнал . 722 (2): 1030–1034. arXiv : 1011.0718 . Bibcode : 2010ApJ ... 722.1030W . DOI : 10.1088 / 0004-637X / 722/2/1030 . S2CID 118573183 .
- ^ Weisberg, JM; Хуан Ю. (21 сентября 2016 г.). «Релятивистские измерения по времени двойного пульсара PSR B1913 + 16». Астрофизический журнал . 829 (1): 55. arXiv : 1606.02744 . Bibcode : 2016ApJ ... 829 ... 55W . DOI : 10,3847 / 0004-637X / 829/1/55 . S2CID 119283147 .