Investigasi untuk uji gravitasi

Untuk versi non-portabel

07. Mei 2021, 01.06 WIB

Teleskop baru untuk mempelajari teori relativitas Einstein dan benda-benda dengan kepadatan lebih tinggi di alam semesta. Dengan menggunakan teleskop MeerKAT Afrika Selatan, para astronom secara sistematis mempelajari bintang biner yang berdenyut untuk uji gravitasi. Siaran pers dari Institut Max Planck untuk Astronomi Radio, Bonn.

6 Mei 2021 – Sekelompok astronom internasional yang dipimpin oleh Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR) di Bonn dan University of British Columbia (UBC) di Vancouver mempresentasikan hasil pertama dari program observasi skala besar yang dibuat oleh Selatan. Teleskop radio Afrika MeerKAT untuk menguji teori Einstein dengan akurasi yang belum pernah terjadi sebelumnya. Program itu disebut pulsar biner dan relativistik ?? (RelBin) Hasil pertama disajikan dalam sebuah artikel yang diterbitkan hari ini di Journal of Monthly Notices of the Royal Astronomical Society? Dijelaskan.

Teori relativitas umum Albert Einstein adalah salah satu teori penelitian terbaik dalam fisika dan saat ini merupakan deskripsi gravitasi terbaik, namun, pertanyaan tetap ada, seperti sifat materi gelap ?? Atau “energi gelap” ?? Belum terjawab, dan kemungkinan penyimpangan dari relativitas umum masih dalam penyelidikan. Di sini, studi tentang pulsar biner, bintang dengan kepadatan sangat tinggi yang bertindak sebagai suar kosmik dan jam menit, memberikan wawasan unik yang melengkapi eksperimen lain, misalnya dengan detektor gelombang gravitasi atau misi satelit.

Pulsar berukuran sekitar 15 mil dan sebagian besar terbuat dari neutron. Dengan massa sekitar dua kali massa Matahari, ini adalah objek paling ekstrem di alam semesta yang dapat diamati. Dengan melacak pergerakan mereka di sekitar calon pendamping, bintang neutron lain atau “katai putih” yang lebih besar, yang merupakan inti bintang biasa yang terekspos pada akhir hidupnya, teleskop radio seperti MeerKAT di Afrika Selatan dapat menemukan lokasi mereka di orbitnya sendiri. hanya sekitar 30 meteran! Ini dapat mengungkapkan sejumlah efek relativistik dalam gerakan orbital, seperti emisi gelombang gravitasi atau efek pada perambatan cahaya di medan gravitasi yang kuat.

Teleskop MeerKAT adalah teleskop radio baru yang luar biasa yang dikembangkan oleh Radio Astronomy Observatory di Afrika Selatan. (Saraw) dibangun dan dioperasikan. Ini memberikan sensitivitas tinggi karena set sinyal dari 64 antena individu, panjang 13 meter. Sebagai bagian dari proposal survei besar? MeerTime, dipimpin oleh Profesor Matthew Biles dari Universitas Swinburne di Australia, adalah proyek “Relatif dan Binary Pulsar”. (RelBin) Di bawah arahan Profesor Michael Kramer, Direktur MPIfR, Bonn, dan Profesor Ingrid Steers, Universitas British Columbia di Kanada, program sains terbaik yang diusulkan untuk MeerKAT. Tim RelBin International bersama dengan kolega dari Afrika, Australia, Eropa, dan Amerika Utara kini mempresentasikan hasil pertama dari program ini.

RelBin terutama difokuskan pada pemantauan efek relativistik dalam sistem biner pulsar untuk memungkinkan pengukuran akurat massa bintang neutron dan pengujian teori gravitasi. Bahkan jika hasil rinci hanya dapat diharapkan setelah beberapa bulan pengamatan, tim tersebut sudah dapat menunjukkan bahwa pengamatan dengan MeerKAT biasanya meningkatkan data terkini dari teleskop lain dengan faktor 2-3, terkadang dengan seluruh urutan besarnya. Michael Kramer Bersemangat: Meerkat Berkinerja Lebih Baik Dari Yang Kami Perkirakan! Kami sekarang dapat melakukan eksperimen yang tidak hanya membutuhkan waktu sekitar 10 tahun dengan teleskop lain, tetapi kami juga dapat melakukannya dengan lebih presisi.

PSR J0737-3039A: Sistem pulsar ganda terdiri dari dua pulsar (dengan periode 23 ms dan 2,8 detik) yang saling mengorbit. Pulsar ganda adalah salah satu pengamat yang diperiksa sebagai bagian dari program RelBin. (Foto: Michael Kramer / MPIfR)

Sumber yang diteliti antara lain sistem pulsar ganda yang terkenal, di mana dua pulsar saling mengorbit hanya dalam waktu 2,5 jam. Rekan pimpinan proyek Ingrid Stairs menjelaskan, “Sekarang kami dapat memeriksa sistem ini secara lebih rinci. Sistem ini terus-menerus mengubah konfigurasi orbitnya karena efek relativistik, dan kami dapat dengan cermat mengikuti efek ini untuk pengujian relativitas umum.”

RelBin adalah studi pulsar ganda relativistik terbesar hingga saat ini dan juga bertujuan untuk meningkatkan jumlah massa bintang neutron yang diukur secara tepat. Dr. Vivek Venkatraman Krishnan, mahasiswa pascadoktoral MPIfR dan salah satu penyelenggara karya tersebut, menyimpulkan hal ini: ?? Massa bintang neutron memberikan informasi tentang seberapa padat kumpulan materi di alam semesta. Melalui pengamatan MeerKAT tentang efek relativistik gerakan bintang neutron dalam sistem biner, kita dapat mengukur massa mereka dengan akurasi sekitar 1% atau lebih baik, dan mungkin membuktikan atau mengecualikan sejumlah model yang diusulkan oleh fisikawan nuklir. ??

Tim Matthew Biles di Swinburne University of Technology telah mengembangkan infrastruktur superkomputer yang mengambil hampir 300 juta megabyte input dari teleskop setiap hari dan mengubahnya menjadi data yang dapat digunakan secara ilmiah. “MeerKAT adalah contoh yang sangat baik dari proyek sains global di mana para ahli dari seluruh dunia berkumpul untuk membangun alat hebat yang menempatkan hukum Einstein ke dalam langkahnya,” katanya.

Antena radio untuk jaringan teleskop MeerKAT di Semenanjung Karoo, Afrika Selatan, di bawah langit malam berbintang. (Bild: Radio Astronomy Observatory di Afrika Selatan (Saraw))

Jaringan Teleskop Merkat yang dioperasikan oleh Saraw adalah teleskop radio terbesar di Belahan Bumi Selatan dan salah satu dari dua perangkat utama untuk Proyek SKA, yang didirikan di Afrika Selatan. Teleskop radio di Gurun Karoo akan segera dikembangkan oleh Max Planck Society bekerjasama dengan SARAO dan INAF di Italia untuk memasukkan sejumlah antena pemantul tambahan. Proyek ini disebut “MeerKAT +” akan meningkatkan kemampuan MeerKAT. Teleskop tersebut nantinya akan diintegrasikan secara bertahap ke dalam Teleskop Tengah SKAO. Pengamatan ilmiah pertama dengan teleskop MeerKAT yang ditingkatkan dapat dimulai paling cepat 2023, sementara teleskop tersebut masih diuji.

Kami hanya ingin memberi selamat kepada rekan-rekan Afrika Selatan kami atas kinerja luar biasa mereka. Kami bangga dan bersyukur bahwa kami dapat menggunakan teleskop dengan kolega Afrika kami untuk studi bersama kami. Nantikan hasil yang lebih menarik! Michael Kramer menyimpulkan.

Informasi latar belakang
Salah satu Observatorium Astronomi Radio Afrika Selatan (SARAO) Jaringan Teleskop MeerKAT adalah teleskop radio terbesar di Belahan Bumi Selatan dan salah satu dari dua instrumen awal Proyek SKA, yang akan berada di Afrika Selatan. Teleskop radio yang terletak di Gurun Karoo akan segera diperluas untuk menyertakan antena tambahan yang setara dengan Proyek Meerkat. diperluas. Teleskop tersebut nantinya akan diintegrasikan secara bertahap ke dalam proyek SKA, dan pembangunan teleskop akan segera dimulai dan akan berlanjut hingga tahun 2028. Pengamatan ilmiah pertama menggunakan MeerKAT + bisa dimulai paling cepat 2023, selama tahap pengujian teleskop.

MeerTIME adalah “proposal survei besar” untuk Teleskop MeerKAT, yang dikelola oleh Universitas Teknologi Swinburne. Bekerja sama dengan beberapa institut Australia serta INAF, University of Manchester, MPIfR, NRAO dan SARAO.

??????????????????????????????????????????????? Apakah RelBin adalah program sains sebagai bagian dari “proposal survei besar”? MeerTime, untuk penyelidikan sistematis sistem biner pulsar untuk uji gravitasi. Program ini dimoderatori oleh Profesor Michael Kramer, Direktur MPIfR di Bonn, dan Profesor Ingrid Stairs dari University of British Columbia (UBC). Tim peneliti internasional RelBin terdiri dari ilmuwan dari Afrika, Australia, Eropa, dan Amerika Utara.

Tim peneliti penerbitan termasuk Michael Kramer, Ingrid H. Tangga, Vivek Venkatraman Krishnan, Paolo C. Freire, Federico Abate, Matthew Biles, Marta Burgay, Sandra Bochner, David J. Champion, Ismail Cognard, Tasha Gautam, Marisa Geyer, Lucas Guillemot, Huanchen Hu, Gemma Janssen, Marcus E. Lower , Aditya Parthasarathy, Andrea Possenti, Scott Ransom, Daniel J. Rridon, Alessandro Ridolfi, Maciej Serylak, Ryan M. Shannon, Renée Spiewak, Gilles Theureau, Willem van Straten, Norbert Wex, Lucy S. Oswald, Betina Bosselt, Charlotte Soby, Ewoan Dr .. Barr, Fernando Camilo, Benjamin Hugo, Andrew Jameson, Simon Johnston, Aris Carstrigo, Michael Keith, dan Stefan Usowski. Sebelas penulis (Kramer, Venkatraman Krishnan, Frere, Abatee, Champion, Gotham, He, Parthasarathy, Ridolfi, Wicks dan Parr) termasuk dalam MPIfR.

Originalveröffentlichung
Program Relatif Biner MeerKAT: Tujuan Sains dan Hasil Pertama
M. Kramer dkk.
Pemberitahuan Bulanan Royal Astronomical Society (MNRAS), Vol.504, Edisi 2, Juni 2021, Halaman 2094 2114),
DOI: doi.org/10.1093/mnras/stab375

Program Relatif Biner MeerKAT: Tujuan Sains dan Hasil Pertama
arXiv-Preprint (Kramer et al.2021, MNRAS Volume 504, Edisi 2, Juni 2021, Halaman 2094 ?? 2114)

Pesan terkait di Raumfahrer.net:

Diskusikan dengan kami di forum Raumcon:

Sumber: Institut Max Planck untuk Astronomi Radio