Używając Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra astronomowie prawdopodobnie odkryli pierwszy bezpośredni dowód na efekt, jaki grawitacja wywiera na promieniowanie elektromagnetyczne gwiazdy neutronowej. Jeśli odkrycie zostanie potwierdzone, pozwoli naukowcom badać pole grawitacyjne gwiazd neutronowych, a także określić, czy zawierają egzotyczną formę materii nie spotykaną na Ziemi.

Grupa naukowców (m.in. Slava Zavlin z Instytutu Fizyki Pozaziemskiej im. Maxa Plancka, Niemcy, Divas Sanwal i Marcus Teter z Uniwersytetu Stanowego Pensylwanii, USA) pod kierownictwem George’a Pavlova z Uniwersytetu Stanowego Pensylwanii w University Park, obserwowała gwiazdę neutronową 1E 1207.4-5209 – pozostałości po supernowej odległej od Ziemi o 7000 lat świetlnych. Rezultaty pracy zostały zaprezentowane 6 czerwca 2002 roku na Zjeździe Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego.

Pavlov odkrył dwie linie absorpcyjne w widmie promieniowania X obserwowanej gwiazdy. Jeśli promienie rentgenowskie są pochłaniane przez jony helu znajdujące się w pobliżu gwiazdy w silnym polu magnetycznym to położenie tych linii wskazywałoby, że fotony uciekające z pola grawitacyjnego gwiazdy neutronowej tracą energię w tym polu.

Taka interpretacja jest zgodna z danymi” – powiedział Pavlov – “jednak obserwowane linie mogą być mieszanką wielu mniejszych“. Według naukowca więcej dokładniejszych pomiarów przy pomocy innych instrumentów Chandry jest potrzebnych, aby rozwiać wątpliwości.

Te linie absorpcyjne mogą być pierwszymi dowodami wpływu grawitacji na promieniowanie niedaleko powierzchni izolowanej gwiazdy neutronowej” – powiedział Pavlakov. “Jest to ważne z uwagi na możliwość określenia dokładniejszych granic typu materii z jakiej składa się gwiazda neutronowa“.

Te badania mogą wykazać, że gwiazda neutronowa wcale się nie składa z neutronów lecz np. z pionów, kaonów lub nawet wolnych kwarków” – twierdzi Divas Sanwal należący do grupy odkrywców.

Wpływ pola grawitacyjnego na fale świetlne przewidział Albert Einstein w Ogólnej Teorii Względności (OTW). Zgodnie z OTW światło uciekające z pola grawitacyjnego, tak jak wszystkie inne obiekty, musi na to poświęcić energię. Ponieważ światło może się poruszać tylko z prędkością sobie charakterystyczną, utracona energia przejawia się w formie zwiększonej długości fali świetlnej. Pomiar takiego przesunięcia ku czerwieni może dać nam wyobrażenie o stosunku masy obiektu do promienia takiego obiektu. To z kolei można wykorzystać do określenia jaka materia jest w stanie istnieć w takim skupieniu.

Według naukowców położeni linii absorpcyjnych wyklucza możliwość pochłaniania promieniowania przez materię międzygwiezdną albo elektrony lub jony krążące wokół gwiazdy w polu magnetycznym 1014 razy silniejszym niż ziemskie. Prócz jonów helu. W takim przypadku grawitacja musiałaby odbierać aż 17% energii fotonów.

Pavlov obserwował 1E 1027 przy pomocy instrumentu Chandry o nazwie Advanced CCD Imaging Spectrometer 6 stycznia 2000 i ponownie 5 stycznia 2002 po 30000 sekund.

Autor

Andrzej Nowojewski