Sistema com três estrelas desafia relatividade de Einstein

Sistema com três estrelas desafia relatividade de Einstein
Astrónomos descobriram um sistema estelar único composto pelo pulsar PSR J0337+1715 superdenso e duas anãs brancas, comprimidos num espaço menor do que a órbita da Terra em torno do Sol. 

A proximidade das estrelas, associada à sua natureza, está a permitir aos astrónomos investigar um dos principais problemas pendentes da física fundamental – a verdadeira natureza da gravidade.

“Este sistema triplo fornece um laboratório natural cósmico muito melhor do que qualquer coisa encontrada antes para aprender exatamente como esses sistemas de três corpos trabalham e, potencialmente, detectar problemas com a relatividade geral", disse Scott Ransom, principal autor da investigação publicada na revista Nature.

"Por outras palavras, é um teste extremo para a teoria da Einstein”, acrescentou. PSR J0337 1715 é uma estrela de neutrões incomum localizada a cerca de 4.200 anos-luz da Terra e a girar a cerca de 366 vezes por segundo.

Esses pulsares que giram rapidamente são chamadas de pulsares de milissegundo, e podem ser usados pelos astrónomos como ferramentas precisas para estudar uma variedade de fenómenos, incluindo a procura pelas ondas gravitacionais.

Observações subsequentes mostraram que PSR J0337 1715 está em uma órbita estreita com uma estrela anã branca, e que o par está em órbita com outra anã branca um pouco mais distante. Os astrónomos começaram então a fazer observações, através do Telescópio Green Bank, o radiotelescópio de Arecibo, e o radiotelescópio  Westerbork. 

Eles também estudaram o sistema fazendo uso dos dados do Sloan Digital Sky Survey, do satélite GALEX, do telescópio WIYN em Kitt Peak, no Arizona, e do Telescópio Espacial Spitzer. Tendo registado com precisão os pulsos do pulsar, os astrónomos foram capazes de calcular a geometria do sistema e as massas das estrelas com uma precisão sem precedentes.

Apesar da Teoria da Relatividade Geral de Einstein ter sido confirmada por várias experiências, ela não é compatível com a teoria quântica. Por esse motivo, os físicos esperam que ela possa quebrar sob condições extremas.

“Este sistema triplo de estrelas compactas fornece uma grande oportunidade para observar uma violação do princípio de equivalência chamado de Princípio da Equivalência Forte”. Quando uma enorme estrela explode em supernova e os seus restos colapsam numa estrela de neutrões superdensa, parte da sua massa converte-se em energia de ligação gravitacional que mantém as estrelas densas juntas. 

O Princípio da Equivalência Forte diz que esta energia de ligação ainda vai reagir gravitacionalmente, como se fosse massa. Praticamente todas as alternativas à Relatividade Geral sustentam que ela não o fará. 

De acordo com o princípio da equivalência forte, o efeito gravitacional da anã branca exterior seria idêntico tanto para a anã branca interior quanto para o pulsar PSR J0337. Assim, se o princípio for inválido, tendo em conta as condições deste sistema, o efeito gravitacional da estrela exterior sobre a anã branca interior e o pulsar seria um pouco diferente.

O cronometrar as pulsações do pulsar facilmente mostrará se isso é verdade ou não. “Se encontrarmos um desvio do princípio de equivalência forte veremos um colapso da Relatividade Geral que aponta a direção de uma nova teoria da gravidade”. [Sci-news]
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