Naudodamasis ESO „Very Large Telescope“ (VLT) teleskopu ir radijo teleskopais, Makso Planko radijo astronomijos instituto Bonoje (Vokietija) doktorantas ir tyrimo autorius Johnas Antoniadis ėmėsi stebėti keistą žvaigždžių porą, kuri, kaip paaiškėjo, puikiai patikrino minėtos fizikinės teorijos tvirtumą.
„Žvaigždžių sistemą stebėjau pro ESO VLT teleskopą, - pasakoja tyrimo autorius. – Ieškojau aplink pulsarą besisukančios baltosios nykštukės išspinduliuojamos šviesos pokyčių. Preliminarus įvertinimas pasufleravo mintį, kad pulsaras yra tikras sunkiasvoris – jo masė dvigubai viršija Saulės masę. Tai yra masyviausia iš visų mums žinomų neutroninių žvaigždžių, taip pat ir nuostabi fundamentaliosios fizikos laboratorija“.
Keistąją dvinarę sistemą sudaro mažytė ir netipiškai masyvi neutroninė žvaigždė, aplink savo ašį apsisukanti 25 kartus per sekundę. Šis pulsaras, pavadinimu PSR J0348+0432, yra supernovos liekana. Būdamas dvigubai masyvesnis už mūsų Saulę, pulsaras savo skersmeniu yra ne didesnis už Vilnių – t.y., tik 20 km skersmens. Tačiau jo gravitacija – net 300 mlrd. kartų galingesnė už Žemės gravitaciją. Pulsaro centre medžiaga suslėgta tiesiog neįsivaizduojamai – cukraus dydžio kubelis tokios medžiagos svertų daugiau nei 1 mlrd. tonų. Sparčiau už šį pulsarą sukasi tik dar trys ne kamuoliniuose spiečiuose esantys pulsarai.
O štai gerokai už pulsarą didesnė žvaigždė-kompanionė (baltoji nykštukė) – savo išteklius sudeginusi Saulės tipo žvaigždė. Ji aplink pulsarą ne skrieja, o tiesiog zvimbia – vieną ratą įveikia tik per 2,5 valandos.
Pulsarą PSR J0348+0432 ir jį lydinčią žvaigždę 2011 m. atradęs radijo astronomas Ryanas Lynchas su kolegomis suprato, kad šis tandemas gali būti puiki priemonė mokslininkams įvertinti gravitacijos teorijas, kurių verifikuoti iki tol nebuvo jokių galimybių. A. Einšteino bendroji reliatyvumo teorija apibūdina gravitaciją kaip erdvėlaikio išlinkį. Aplink masės ir energijos telkinį erdvė įsigaubia nelyginant batuto guma ant jos nukritus sunkiam patrankos sviediniui.
1916 m. publikuota teorija iki šiol atlaikė visus mėginimus ją patikrinti ir yra paprasčiausias šio astronominio reiškinio paaiškinimas. Kitos gravitacijos teorijos numato kiek kitus dalykus, tačiau tie skirtumai atsiskleistų tik ypač stipriame gravitaciniame lauke, kokio mūsų Saulės sistemoje nėra. Kaip tik tokį lauką generuoja pulsaras PSR J0348+0432, todėl jis ir buvo pasirinktas Einšteino teorijos patikrinimui ir palyginimui su kitomis teorijomis.
J. Antoniadžio vadovaujamas mokslininkų kolektyvas derino dvinarės sistemos stebėjimus, atliekamus VLT teleskopu, su preciziškai tiksliais laiko matavimais, kurie buvo atliekami radijo teleskopais (taip pat ir „Gren Bank Telescope“ Vakarų Virdžinijoje, 100 metrų skersmens radijo teleskopu „Effelsberg“ Vokietijoje bei garsiuoju Arecibo observatorijos Puerto Rike radijo teleskopu).
Astronomai prognozavo, kad taip arti viena kitos esančios dvinarės pulsaro sistemos narės gali skleisti gravitacines bangas ir tuo pat metu netekti nedidelių energijos kiekių per tam tikrą laiką. Tokie energetiniai nuostoliai turėtų inicijuoti nežymius baltosios nykštukės orbitos periodo pokyčius. Astronomai priėjo išvadą, kad šios prognozės labiausiai sutapo su bendrosios reliatyvumo teorijos modeliu.
„Mūsų radijo stebėjimai buvo tokie preciziškai tikslūs, kad mes pajėgėme užfiksuoti baltosios nykštukės orbitinį pokytį 8 milijonąja sekundės dalimi per metus – būtent tiek ir numato Einšteino teorija“, - pranešime spaudai tvirtina vienas iš tyrimo bendraautorių Paulo Freire.
Šiame vaizdo siužete – egzotiškoji dvinarė sistema PSR J0348+0432 vaizduojama dailininko akimis. Ji tokia masyvi, jog ją supančiame erdvėlaikyje nelyginant ežero paviršiuje palieka ribulius. Nors tų ribulių (gravitacinių bangų) tiesiogiai užfiksuoti Žemės astronomai neturi galimybių, jas galima aptikti netiesiogiai, matuojant sistemos orbitos pokyčius ir energijos nuostolius.
