Почти двадцать лет наблюдений за двойной звездной системой подтвердили один из эффектов теории относительности

Коллектив ученых из Германии, Австралии, Дании, Новой Зеландии и Великобритании представил новые доказательства существования эффекта Лензе — Тирринга, одного из явлений, предсказанных общей теорией относительности. Доказательства основаны на данных, собранных в течение почти двадцати лет наблюдений за двойной звездной системой PSR J1141–6545. Она относится к очень редкому типу двойных звезд, так как состоит из нейтронной звезды и белого карлика. Это первый случай наблюдения данного эффекта в звездных системах.

Согласно общей теории относительности, вращение массивного объекта вызывает так называемое «увлечение инерциальных систем отсчета». Оно проявляется в том, что вблизи такого вращающегося тела начинают действовать дополнительные силы, сходные с силой Кориолиса. Под влиянием этих сил будет смещаться плоскость орбиты небесного тела в двойной системе. Назван этот эффект был в честь австрийских ученых Йозефа Лензе и Ганса Тирринга, предсказавших его в 1918 году.

Ранее этот эффект был экспериментально обнаружен при наблюдениях за орбитами спутников, которые испытывают влияние гравитационного поля Земли. Но в данном случае воздействие слишком мало и его сложно измерить. Гораздо сильнее эффект Лензе — Тирринга должен проявляться у вращающихся тел с огромными массами: черных дыр и нейтронных звезд. По словам одного из авторов нынешней работы Норберта Векса из Института радиоастрономии Общества Макса Планка, в таких системах эффект проявляется в сто миллионов раз сильнее.

Норберт Векс и его коллеги использовали 64-метровый радиотелескоп Паркс в Австралии для наблюдения за двойной системой PSR J1141–6545, состоящей из молодого пульсара (нейтронной звезды) и белого карлика. Ученые измеряли время прихода импульсов с точностью до 100 микросекунд в течение почти двадцати лет, что позволило им выявить значительный сдвиг ориентации орбиты белого карлика. Анализируя его возможные причины, они пришли к выводу, что он стал результатом эффекта Лензе — Тирринга.

Полученные результаты опубликованы в журнале Science.