Jest bowiem najlżejszym znanym układem złożonym z dwóch gwiazd neutronowych. Co więcej, jego ciasna orbita pozwala z wyjątkową dokładnością obserwować efekty przewidywane przez ogólną teorię względności Alberta Einsteina. Do jego odkrycia doszło przy udziale radioteleskopu FAST.
Czytaj też: Misja SMILE uwieczniła zorzą polarną w ultrafiolecie. Ziemia wygląda jak Gwiazda Śmierci
Jak wyjaśniają badacze związani z projektem, jednym ze składników PSR J1856-0039 jest pulsar, czyli niezwykle szybko obracająca się gwiazda neutronowa emitująca regularne impulsy fal radiowych. Układ ten obraca się wokół własnej osi w zaledwie 23,4 milisekundy, a wraz ze swoim towarzyszem wykonuje pełne okrążenie wspólnego środka masy w ciągu zaledwie 2,36 godziny.
Największe zaskoczenie stanowi jednak masa tego duetu. Obie gwiazdy neutronowe mają łącznie zaledwie około 2,49 masy Słońca, co czyni PSR J1856-0039 najmniej masywnym znanym układem podwójnym gwiazd neutronowych. Sam pulsar ma masę około 1,304 masy Słońca, natomiast jego towarzysz waży około 1,185 masy Słońca. Ta druga wartość należy do najniższych mas zmierzonych dla gwiazdy neutronowej.
Tak niewielka masa jest bardzo interesująca dla astronomów. Gwiazdy neutronowe powstają zazwyczaj po śmierci masywnych gwiazd, gdy ich jądra zapadają się podczas eksplozji supernowej. Odkrycie wyjątkowo lekkiego obiektu dostarcza więc nowych informacji o tym, jak przebiega ten proces i jakie warunki mogą prowadzić do powstania najmniej masywnych gwiazd neutronowych.
PSR J1856-0039 jest również naturalnym laboratorium do testowania teorii względności. Astronomowie przez kilka lat dokładnie mierzyli momenty nadejścia impulsów radiowych z pulsara. Na tej podstawie mogli wykryć subtelne zmiany w jego ruchu orbitalnym. Zaobserwowano między innymi przesuwanie się punktu orbity, w którym gwiazdy znajdują się najbliżej siebie, a także tzw. opóźnienie Einsteina wynikające z efektów relatywistycznych.
Najbardziej istotne wydaje się stopniowe skracanie okresu orbitalnego. Zgodnie z ogólną teorią względności układ dwóch masywnych, szybko poruszających się obiektów powinien tracić energię poprzez emisję fal grawitacyjnych. W rezultacie gwiazdy z czasem zbliżają się do siebie, a ich orbita staje się coraz krótsza. W przypadku PSR J1856-0039 zmierzony spadek okresu orbitalnego jest zgodny z przewidywaniami teorii Einsteina. Stosunek wartości obserwowanej do przewidywanej przez teorię względności wynosi 1,009 ± 0,014, co oznacza zgodność na poziomie około jednego procenta. To kolejny bardzo precyzyjny test grawitacji w ekstremalnych warunkach.
Nie oznacza to zarazem końca badań tego układu. Gwiazdy neutronowe będą stopniowo tracić energię orbitalną i za około 82 miliony lat powinny się ze sobą połączyć. Rezultatem może być powstanie masywnej gwiazdy neutronowej, choć naukowcy nie wykluczają również późniejszego zapadnięcia się pozostałości do czarnej dziury. Jeśli chodzi o najbliższą przyszłość, to zamierzają kontynuować obserwacje PSR J1856-0039 przez kolejne lata. Szczególnie interesuje ich możliwość wykrycia efektu Lense’a-Thirringa, którego pomiar mógłby dostarczyć kolejnych informacji o właściwościach ekstremalnie gęstej materii znajdującej się we wnętrzach gwiazd neutronowych.
Źródło: Physical Review Letters
