脈衝星的擺動軌道再次證明愛因斯坦是正確的

愛因斯坦又贏了一次。

據研究人員報道，物理學家廣義相對論預測，時空結構的扭曲導致一顆恆星屍體的軌道繞著另一顆恆星屍體搖擺。相對論性開瓶器正在幫助天文學家重建這兩顆早已死亡的恆星的最後日子。

根據廣義相對論，任何旋轉的質量都會把時空拖來拖去，就像用手攪拌糖漿一樣。觀察這種「幀拖拽」的一種方法是密切關注在傾斜軌道上旋轉物體周圍的任何物體——時空大漩渦會使軌道擺動或進動。

在過去的20年里，研究人員一直在使用射電望遠鏡跟蹤脈衝星的運動。脈衝星是一顆大質量恆星變成超新星後留下的緻密殘骸，它圍繞著一顆旋轉的白矮星旋轉，而白矮星是一顆較輕恆星的核心，它的消亡沒有那麼劇烈。這顆被稱為PSR J1141-6545的脈衝星在自轉時發出穩定的無線電波，通過記錄脈衝到達的時間，研究人員可以知道脈衝星何時在向地球移動，何時在遠離地球。

天文學家報告說，在過去的20年里，脈衝星的軌道一直在緩慢地進動。歲差並不大——軌道的傾斜度每年僅漂移0.0004度。但是，如果鄰近的白矮星在旋轉時加速時空，它就符合研究人員的預期。德國波恩馬普射電天文研究所的天體物理學家維維克·文卡特拉曼·克里希南和他的同事在1月31日的《科學》雜誌上報道了這一結果。

這不是研究人員第一次觀察到幀拖拽現象。地球軌道上的衛星已經捕捉到地球周圍相對微小的影響。天文學家還觀察到來自黑洞的x射線頻率的波動，在那裡，幀拖拽應該是相當強烈的，這表明氣體可能在它周圍進動。

牛津大學研究黑洞的天體物理學家亞當·英格拉姆說，「新的觀測結果比我的直接得多，我只能推斷，在黑洞系統中，有些東西正在進動，而這裡所展示的精密無線電觀測，幾乎沒有留下任何含糊不清的空間。」

脈衝星的進動幫助研究人員拼湊出這兩顆恆星生命的最後時刻。只有當脈衝星的軌道和白矮星的自旋不一致時，相對論性的擺動才會發生，而這種不一致通常是通過垂死恆星之間的質量交換來消除的。文卡特拉曼·克里希南說：「這立即告訴我們，由於產生脈衝星的超新星爆炸，軌道是傾斜的。」

正常情況下，超新星會爆炸，然後白矮星的前身會在爆炸後向脈衝星釋放氣體，使自旋與軌道保持一致。但在這種情況下，相反的情況發生了，即脈衝星的前身向白矮星排放氣體，然後超新星發生了。

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