Onderzoeken voor zwaartekrachttests

Naar de niet-draagbare versie

07. mei 2021, 1:06 uur

Nieuwe telescoop om Einsteins relativiteitstheorie en objecten met een hogere dichtheid in het universum te bestuderen. Met behulp van de Zuid-Afrikaanse MeerKAT-telescoop bestuderen astronomen systematisch pulserende dubbelsterren voor zwaartekrachttests. Persbericht van het Max Planck Instituut voor Radioastronomie, Bonn.

6 mei 2021 – Een internationale groep astronomen onder leiding van het Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR) in Bonn en de University of British Columbia (UBC) in Vancouver presenteert de eerste resultaten van een grootschalig observatieprogramma gemaakt door het Zuiden Afrikaanse MeerKAT-radiotelescoop om de theorieën van Einstein met ongekende nauwkeurigheid te testen. Het programma heette binaire en relativistische pulsars ?? (RelBin) De eerste resultaten werden gepresenteerd in een artikel dat vandaag is gepubliceerd in de Journal of Monthly Notices of the Royal Astronomical Society? Beschreven.

De algemene relativiteitstheorie van Albert Einstein is een van de best onderzochte theorieën in de natuurkunde en is momenteel de beste beschrijving van zwaartekracht, maar er blijven vragen bestaan, zoals de aard van donkere materie. Of “donkere energie” ?? Onbeantwoord, en mogelijke afwijkingen van de algemene relativiteitstheorie worden nog onderzocht. Hier levert de studie van binaire pulsars, sterren met een extreem hoge dichtheid die fungeren als kosmische bakens en minutenklokken, unieke inzichten op die een aanvulling vormen op andere experimenten, bijvoorbeeld met zwaartekrachtgolfdetectoren of satellietmissies.

Pulsars zijn ongeveer 25 kilometer groot en bestaan ​​voornamelijk uit neutronen. Met een massa van ongeveer twee keer de massa van de zon, is het het meest extreme object in het waarneembare universum. Door hun beweging te volgen rond een potentiële metgezel, een andere neutronenster of een grotere “witte dwerg”, de blootgestelde kern van een gewone ster aan het einde van zijn leven, kunnen radiotelescopen zoals MeerKAT in Zuid-Afrika ze in hun eigen banen lokaliseren. voor slechts ongeveer 30 precies de meter! Dit kan een aantal relativistische effecten in orbitale beweging onthullen, zoals de emissie van zwaartekrachtgolven of de effecten op de voortplanting van licht in sterke zwaartekrachtvelden.

De MeerKAT-telescoop is een uitstekende nieuwe radiotelescoop die is ontwikkeld door het Radio Astronomy Observatory in Zuid-Afrika. (Saraw) werd gebouwd en geëxploiteerd. Het biedt een hoge gevoeligheid dankzij het signaal van 64 afzonderlijke antennes, 13 meter lang. Als onderdeel van een groot onderzoeksvoorstel? MeerTime, geleid door professor Matthew Biles van de Swinburne University in Australië, was het “Relative and Binary Pulsars” -project. (RelBin) Onder leiding van professor Michael Kramer, directeur van MPIfR, Bonn, en professor Ingrid Steers, University of British Columbia in Canada, het best voorgestelde wetenschapsprogramma voor MeerKAT. Het RelBin International-team presenteert nu samen met collega’s uit Afrika, Australië, Europa en Noord-Amerika de eerste resultaten van dit programma.

RelBin is primair gericht op het monitoren van relativistische effecten in pulsar binaire systemen om nauwkeurige metingen van neutronenstermassa’s en testen van zwaartekrachtstheorieën mogelijk te maken. Zelfs als gedetailleerde resultaten pas na enkele maanden observatie kunnen worden verwacht, kan het team al aantonen dat waarnemingen met MeerKAT de huidige gegevens van andere telescopen doorgaans met een factor 2-3 verbeteren, soms met een hele orde van grootte. Michael Kramer enthousiast: Meerkat presteert beter dan we hadden verwacht! We kunnen nu experimenten uitvoeren die niet alleen met andere telescopen ongeveer 10 jaar zouden duren, maar we kunnen ze ook met veel meer precisie doen.

PSR J0737-3039A: Het dubbele pulsarsysteem bestaat uit twee pulsars (met perioden van 23 ms en 2,8 seconden) die om elkaar heen draaien. De dubbele pulsar is een van de watchers die in het kader van het RelBin-programma is onderzocht. (Foto: Michael Kramer / MPIfR)

Onderzochte bronnen zijn onder meer het beroemde dubbele pulsarsysteem, waarbij twee pulsars in slechts 2,5 uur om elkaar heen draaien. Projectmedeleider Ingrid Stairs legt uit: “We kunnen dit systeem nu in meer detail onderzoeken. Het systeem verandert voortdurend zijn baanconfiguratie vanwege relativistische effecten, en we kunnen deze effecten nauwlettend volgen voor tests van de algemene relativiteitstheorie.”

RelBin is de grootste studie van relativistische dubbele pulsars tot nu toe en heeft ook tot doel het aantal nauwkeurig gemeten massa’s neutronensterren te vergroten. Dr. Vivek Venkatraman Krishnan, MPIfR postdoctoraal student en medeorganisator van het werk, vat dit samen: ?? De massa van neutronensterren geeft informatie over hoe dicht de bundels materie in het universum zijn. Door de waarnemingen van MeerKAT van de relativistische effecten van de beweging van neutronensterren in binaire systemen, kunnen we hun massa meten met een nauwkeurigheid van ongeveer 1% of beter, en mogelijk een aantal door kernfysici voorgestelde modellen bewijzen of uitsluiten. ??

Het team van Matthew Biles van de Swinburne University of Technology heeft een supercomputerinfrastructuur ontwikkeld die elke dag bijna 300 miljoen megabyte aan input van de telescoop opneemt en omzet in wetenschappelijk bruikbare gegevens. “MeerKAT is een uitstekend voorbeeld van een wereldwijd wetenschapsproject waar experts van over de hele wereld samenkomen om een ​​geweldig hulpmiddel te bouwen dat de wetten van Einstein op de proef stelt”, zegt hij.

Radioantennes voor het MeerKAT-telescoopnetwerk op het schiereiland Karoo, Zuid-Afrika, onder een sterrenhemel. (Afbeelding: Radio Astronomy Observatory in Zuid-Afrika (Saraw))

Het Merkat Telescope Network van Saraw is de grootste radiotelescoop op het zuidelijk halfrond en een van de twee primaire apparaten voor het SKA-project, dat in Zuid-Afrika is opgezet. De radiotelescoop in de Karoo-woestijn wordt binnenkort door de Max Planck Society in samenwerking met SARAO en INAF in Italië uitgebreid met een aantal extra reflecterende antennes. Dit project genaamd “MeerKAT +” zal de mogelijkheden van MeerKAT verbeteren. De telescoop zal later geleidelijk worden geïntegreerd in de SKAO Middle Telescope. De eerste wetenschappelijke waarnemingen met de verbeterde MeerKAT-telescoop zouden al in 2023 kunnen beginnen, terwijl de telescoop nog wordt getest.

We willen onze Zuid-Afrikaanse collega’s feliciteren met hun geweldige prestatie. We zijn trots en dankbaar dat we de telescoop met onze Afrikaanse collega’s kunnen gebruiken voor onze gezamenlijke studies. Blijf ons volgen voor meer opwindende resultaten! Michael Kramer besluit.

Achtergrond informatie
Een van de South African Radio Astronomy Observatory (SARAO) Het MeerKAT Telescope Network is de grootste radiotelescoop op het zuidelijk halfrond en een van de twee eerste instrumenten van het SKA-project, dat zich in Zuid-Afrika zal bevinden. De radiotelescoop in de Karoo-woestijn zal binnenkort worden uitgebreid met extra antennes die vergelijkbaar zijn met het Meerkat-project. uitgebreid. De telescoop zal later geleidelijk worden geïntegreerd in het SKA-project en de bouw van de telescoop zal binnenkort beginnen en zal doorgaan tot 2028. De eerste wetenschappelijke waarnemingen met behulp van MeerKAT + zouden al in 2023 kunnen beginnen, tijdens de testfasen van de telescoop.

MeerTIME is een “groot onderzoeksvoorstel” voor MeerKAT Telescope, beheerd door Swinburne University of Technology. In samenwerking met verschillende Australische instituten, evenals INAF, University of Manchester, MPIfR, NRAO en SARAO.

???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? Is RelBin een wetenschapsprogramma als onderdeel van een “groot onderzoeksvoorstel”? MeerTime, voor het systematisch onderzoek van pulsar binaire systemen voor gravitatietests. Het programma wordt geleid door professor Michael Kramer, directeur van MPIfR in Bonn, en professor Ingrid Stairs van de University of British Columbia (UBC). Het internationale onderzoeksteam van RelBin bestaat uit wetenschappers uit Afrika, Australië, Europa en Noord-Amerika.

Het onderzoeksteam van uitgeverijen bestaat uit Michael Kramer, Ingrid H. Trappen, Vivek Venkatraman Krishnan, Paolo C.Freire, Federico Abate, Matthew Biles, Marta Burgay, Sandra Bochner, David J. Champion, Ismail Cognard, Tasha Gautam, Marisa Geyer, Lucas Guillemot, Huanchen Hu, Gemma Janssen, Marcus E. Lower , Aditya Parthasarathy, Andrea Possenti, Scott Ransom, Daniel J.Rridon, Alessandro Ridolfi, Maciej Serylak, Ryan M.Shannon, Renée Spiewak, Gilles Theureau, Willem van Straten, Norbert Wex, Lucy S.Oswald, Betina Bosselt, Charlotte Soby, Ewoan Dr. Barr, Fernando Camilo, Benjamin Hugo, Andrew Jameson, Simon Johnston, Aris Carstrigo, Michael Keith en Stefan Usowski. Elf auteurs (Kramer, Venkatraman Krishnan, Frere, Abatee, Champion, Gotham, He, Parthasarathy, Ridolfi, Wicks en Parr) behoren tot MPIfR.

Origineelveröffentlichung
MeerKAT binair relatief programma: wetenschappelijke doelen en eerste resultaten
M. Kramer et al.
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS), deel 504, uitgave 2, juni 2021, pagina’s 2094 2114),
DOI: doi.org/10.1093/mnras/stab375

MeerKAT binair relatief programma: wetenschappelijke doelen en eerste resultaten
arXiv-Preprint (Kramer et al.2021, MNRAS Volume 504, Issue 2, juni 2021, pagina’s 2094 ?? 2114)

Gerelateerde berichten op Raumfahrer.net:

Bespreek met ons op het Raumcon-forum:

Bron: Max Planck Instituut voor Radioastronomie