Мистериозен радиосигнал от сърцето на Млечния път подлага на изпитание теорията на Айнщайн

В центъра на тази история стои възможен пулсар - ултраплътното ядро на мъртва звезда, скрито в непосредствена близост до свръхмасивната черна дупка Sagittarius A*, разположена на около 26 000 светлинни години от Земята, в сърцето на Млечния път.

Пулсарите представляват неутронни звезди, които се въртят с главоломна скорост и при всяко завъртане излъчват снопове радиовълни  своеобразен „космически фар“, чийто лъч периодично обхожда пространството и понякога достига Земята. Подобен сигнал току-що е бил засечен в центъра на нашата галактика, с изключителна периодичност от 8,19 милисекунди. Намиращ се в среда с изключително силни гравитационни полета, този обект бързо се е превърнал в идеален инструмент за проверка на теорията на относителността на Алберт Айнщайн, съобщава изданието Live Science.

Изследването е публикувано на 9 февруари в списанието The Astrophysical Journal и е ръководено от Карън Перес – постдокторант в Института SETI. То се основава на кампанията Breakthrough Listen Galactic Center Survey – мащабна програма, първоначално замислена за търсене на сигнали от извънземни цивилизации, която паралелно наблюдава и централната зона на Млечния път. В този случай антените не са прихванали извънземно послание, а изключително редовен сигнал, характерен за бързо въртящи се неутронни звезди. „С нетърпение очакваме резултатите от последващите наблюдения на този кандидат за пулсар“, заявява Карън Перес в официално съобщение. Учените се надяват не само да потвърдят естеството му, но и да използват находката, за да подложат на изпитание Общата теория на относителността в среда с крайно екстремни гравитационни условия. Наличието на подобен обект в непосредствена близост до свръхмасивна черна дупка отваря пътя към безпрецедентно прецизни измервания на структурата на пространство-времето.

Предложена преди около век, Общата теория на относителността описва гравитацията не като класическа сила, а като проявление на изкривяването на пространство-времето, породено от материята и енергията. Макар теорията на Айнщайн да е потвърждавана многократно – от орбитата на Меркурий до гравитационните вълни – досегашните тестове са се провеждали или в рамките на Слънчевата система, или около масивни звезди, но не и в непосредственото обкръжение на свръхмасивна черна дупка. Пулсар, който обикаля или взаимодейства със Sagittarius A*, би запълнил именно тази празнина.

Милисекундните пулсари, отличаващи се с изключително висока скорост на въртене, са прецизни измервателни инструменти благодарение на изключителната стабилност на техните импулси. Дори минимално гравитационно смущение – звезден спътник, силно магнитно поле или близостта на черна дупка – се отразява под формата на микроскопични закъснения или ускорения на сигнала. В този контекст пулсар, разположен близо до Sagittarius A*, би позволил „прецизни измервания на пространство-времето около свръхмасивна черна дупка“, се казва в съобщението. Така биха могли да се изследват степента на изкривяване на пространство-времето, разширяването на времето и влиянието на черната дупка върху орбитите на околните обекти.

Мистериозен произход, който предстои да бъде потвърден

Славко Богданов, съавтор на изследването и учен в Columbia Astrophysics Laboratory, подчертава ключовата роля на пътя, който изминават импулсите: „Когато импулсите преминават в близост до много масивен обект, те могат да бъдат отклонени и да претърпят закъснения заради изкривяването на пространство-времето, както предсказва Общата теория на относителността на Айнщайн“. С други думи, всеки импулс, който „оближе“ черната дупка, носи информация за геометрията на пространство-времето, през което е преминал.

Отвъд конкретното откритие, екипът подчертава, че всички данни от кампанията са направени публично достъпни, за да могат учени от цял свят да извършват собствени анализи. Тази отвореност има за цел да насърчи множество изследвания – от потвърждаване на природата на сигнала и откриване на други подобни обекти в центъра на галактиката до търсене на още по-необичайни радиофеномени. Така се дава възможност и за пълноценно използване на терабайти данни, които надхвърлят капацитета на един-единствен екип за обработка и интерпретация. Засега остава съществена неизвестна: сигналът все още е само „кандидат за пулсар“. Астрономите ще трябва да го наблюдават дългосрочно, да го измерват на различни радиочестоти и, ако е възможно, да го засекат и в други диапазони – рентгенови или гама лъчи – за да изберат между различните хипотези за мистериозния му произход. Възможно е да се потвърди наличието на милисекунден пулсар, попаднал в непосредственото обкръжение на Sagittarius A*, а може би ще бъде разкрита и напълно непозната досега радиосистема.

Във всички случаи една привидно проста поредица от импулси, идващи от центъра на Млечния път, може в крайна сметка да помогне да се провери дали теорията на Алберт Айнщайн устоява и при най-екстремните условия във Вселената – перспектива, която е наистина впечатляваща. |