Время может полететь как стрела сюда на Земле, но в сильном поле тяготения, это ползает как черепаха, согласно общей теории относительности Эйнштейна. Теперь астрономы измерили это замедление впервые в нейтронной звезде. Результат откроет путь к лучшему пониманию физического состава этих ультраплотных звездных трупов, и это уже намекает, что они не могли бы содержать странные варева кварковой материи.
Нейтронные звезды являются разрушенными ядрами взорванных гигантских звезд. Они упаковывают примерно 1,5 раза массу солнца в сферу, столь же маленькую как город. Грубая оценка, однако, не достаточно хороша для астрономов, хотящих узнать о свойствах этих шаров плазмы и состоят ли некоторые из них из еще более плотной и более странной кварковой материи. Новым результатом является важный первый шаг к той цели, говорит астрофизик Уолтер Льюин из Массачусетского технологического института в Кембридже.
Стратегия состояла в том, чтобы исследовать так называемое гравитационное красное смещение рентгеновских лучей от звезды. Поскольку чрезвычайная сила тяжести замедляет время, радиация переместится к красной части спектра. Используя чувствительный спектрометр на европейском XMM-ньютоне спутника рентгеновских лучей, астрономы изучили взрывы рентгеновских лучей от поверхности нейтронной звезды, известной как EXO 0748-676. Спектральные линии высоко ионизированного железа и кислорода, поднятого в длины волны, которые на 35% более длинны, чем их лабораторные значения, Джин Коттэм из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Зеленом поясе, Мэриленд и ее коллегах, сообщают в выпуске 7 ноября Природы.
Согласно Общей теории относительности, гравитационное красное смещение пропорционально массе и обратно пропорционально радиусу небесного тела. Таким образом с гравитационным красным смещением в руке, астрономы будут в состоянии вычислить радиус нейтронной звезды от его массы, которую они надеются определить в следующем месяце путем измерения орбитального движения его сопутствующей звезды. В то время как текущие измерения являются только шагом к оцениванию нейтронной звезды, они почти наверняка противоречивы со звездой, сделанной из кварковой материи, говорит соавтор Мариано Мендес из Организации Космического исследования Нидерланды в Утрехте.
«Это – трудный анализ», говорит Льюин относительно текущих результатов. «Но выглядит, как будто они нашли Святой Грааль». Льюин планирует использовать XMM-ньютона в следующем году для измерения гравитационного красного смещения другой нейтронной звезды. «Таким образом да, я был выкопан. Но не, мне не грустно. Это – большой результат».