Gravitációs vöröseltolódást észleltek a csillagászok egy kettős csillagrendszerben

A Chandra röntgensugár obszervatórium.

A NASA Chandra űrteleszkópja nem csak felfedezett egy naprendszeren kívüli kettős csillagrendszert, hanem abban az Albert Einstein által előre jelzett jelenséget, a gravitációs vöröseltolódást is észlelte.

A gravitációs vöröseltolódás hatására a Föld felszínén lévő órák lassabban járnak, mint a távolabb lévők, melyekre kisebb gravitációs erő hat, tehát keringő műholdakon lévő órák lassabban járnak.

Ezért, ha nem vennék figyelembe a gravitációs vöröseltolódást, a GPS nem adna pontos pozíciót.

Az általános relativitáselméletben megjelenő gravitációs vöröseltolódásra a naprendszerben már találtak abszolút bizonyítékot a tudósok, a galaxisunk egy csillagrendszerében már megfigyelték, azonban naprendszeren kívül a megfigyelések nem könnyűek.

A grafika a vas által elnyelt színképet, a bal felső sarokban lévő ábra pedig a szilikon által elnyelt színképet mutatja. A szaggatott vonal a vas és a szilikon földi laboratóriumi érékeit mutatja. Forrás: https://www.space.com/einstein-gravitational-redshift-observed-double-star-system.html

Most azonban a tőlünk 29.000 fényévre (321868800000000 kilométer) lévő 4U 1916-053 nevű egy sűrű magból és egy neutroncsillagból álló kettős csillagrendszerben is megfigyelték a jelenséget. A Napnál sűrű mag egy csillag maradványa, melynek külső rétegei leszakadtak, az ennél a magnál sűrűbb neutroncsillag pedig egy szupernóva robbanás során keletkezett. Az egymástól 346 ezer kilométer - körülbelül a Föld és a Hold távolsága - távolságra keringő párban megfigyelt gravitációs vöröseltolódás az első erős bizonysága e hatásnak egy olyan kettős csillagrendszerben, melynek egyik tagja vagy egy neutroncsillag, vagy egy fekete lyuk, a mag 50 perc alatt kerüli meg a neutroncsillagot.

A Chandra röntgensugár obszervatórium. Forrás:https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/20years.jpg

Három különálló megfigyelést végeztek a Chandra teleszkóppal. A csapat a röntgensugár színképet, azaz a a Chandra által a különböző hullámhosszokon elnyelt röntgensugár mennyiségét analizálta. A színképben a vas és szilícium által abszorbeált röntgensugár jellemző képét találták. Azonban a vas és a szilícium hullámhosszai Földön talált laboratóriumi értékekhez képest hosszabb, vagy vörösebb hullámhossz felé mozdultak el.

A kutatók azt találták, hogy az abszorpció jellemzőinek az elmozdulása mindhárom Chandra megfigyelésben azonos volt

és hogy ez túl nagy, hogy a tőlünk való elmozdulással magyarázható volna. Arra a következtetésre jutottak, hogy ez a gravitációs vöröseltolódás következménye.

(Forrás: space.com, https://www.nasa.gov/mission_pages/chandra/images/einstein-s-theory-of-relativity-critical-for-gps-seen-in-distant-stars.html)