Пульсар Халса – Тейлора

ПСР Б1913+16
Данные наблюдений ; Эпоха B1950.0 Равноденствие B1950.0
Созвездие	Аквила
Прямое восхождение	19 час 13 м 12.4655 с
Склонение	16° 01′ 08.189″
Астрометрия
Расстояние	21 000 лий ; (6400 шт .)
Подробности
Масса	1.441 M ☉
Вращение	59,02999792988 мс
Другие обозначения
	ПСР Б 1913+16, СССР Ж 1915+1606, Халса–Тейлора Двойной пульсар , Халса–Тейлора Система , Халса–Тейлора Двойная система , Халса–Тейлора Пульсар , Халс – Тейлор ПСР
Ссылки на базы данных
СИМБАД	данные

Пульсар Халса-Тейлора (известный как PSR B1913+16 , PSR J1915+1606 или PSR 1913+16 ) представляет собой двойную звездную систему, состоящую из нейтронной звезды и пульсара , вращающихся вокруг общего центра масс . Это первый когда-либо обнаруженный двойной пульсар .

Пульсар был открыт Расселом Аланом Халсом и Джозефом Хутоном Тейлором-младшим из Массачусетского университета в Амхерсте в 1974 году. Их открытие системы и ее анализ принесли им Нобелевскую премию по физике 1993 года «за открытие нового типа пульсара». пульсар — открытие, открывшее новые возможности для изучения гравитации». ^{[ 8 ]}

Открытие

Используя 305-метровую антенну Аресибо , Халс и Тейлор обнаружили импульсное радиоизлучение и таким образом идентифицировали его источник как пульсар, быстро вращающуюся, сильно намагниченную нейтронную звезду . Нейтронная звезда вращается вокруг своей оси 17 раз в секунду; таким образом, период импульса составляет 59 миллисекунд .

После некоторого времени синхронизации радиоимпульсов Халс и Тейлор заметили, что время прихода импульсов систематически меняется. Иногда импульсы поступали немного раньше, чем ожидалось; иногда позже, чем ожидалось. Эти изменения менялись плавно и повторяюще, с периодом 7,75 часа. Они поняли, что такое поведение было бы предсказано, если бы пульсар находился на двойной орбите с другой звездой, которая, как позже выяснилось, была еще одной нейтронной звездой. ^{[ 9 ]}

Звездная система

Пульсар и его спутник – нейтронная звезда движутся по эллиптическим орбитам вокруг общего центра масс. Период орбитального движения составляет 7,75 часа, а по массе две нейтронные звезды считаются примерно равными, около 1,4 солнечных масс . Радиоизлучение было обнаружено только от одной из двух нейтронных звезд.

Минимальное расстояние в периастре составляет около 1,1 солнечного радиуса ; максимальное расстояние на апастроне составляет 4,8 солнечного радиуса. Орбита наклонена примерно на 45 градусов по отношению к плоскости неба. Ориентация периастра меняется примерно на 4,2 градуса в год в направлении орбитального движения (релятивистская прецессия периастра). В январе 1975 года его ориентировали так, что периастр располагался перпендикулярно лучу зрения с Земли. ^{[ 2 ]}^{[ 10 ]}

Использовать в качестве теста общей теории относительности

Орбита распалась с момента первоначального открытия двойной системы, что в точном соответствии с потерей энергии из-за гравитационных волн , описанной Альберта Эйнштейна общей теорией относительности . ^{[ 2 ]}^{[ 10 ]}^{[ 11 ]}^{[ 12 ]} Отношение наблюдаемой и прогнозируемой скорости орбитального распада составляет 0,997 ± 0,002. ^{[ 12 ]} Суммарная мощность гравитационных волн, излучаемых этой системой, в настоящее время оценивается как 7,35 × 10 ²⁴ ватт. Для сравнения, это 1,9% мощности, излучаемой Солнцем в свету . Солнечная система излучает гравитационные волны мощностью всего около 5000 Вт из-за гораздо больших расстояний и времени обращения, особенно между Солнцем и Юпитером , а также относительно небольшой массы планет.

При таких сравнительно больших потерях энергии из-за гравитационного излучения скорость уменьшения орбитального периода составляет 76,5 микросекунд в год, скорость уменьшения большой полуоси — 3,5 метра в год, а расчетное время жизни до конечного вдоха — 300 миллионов лет. ^{[ 2 ]}^{[ 12 ]}

В 2004 году Тейлор и Джоэл М. Вайсберг опубликовали новый анализ экспериментальных данных на сегодняшний день, сделав вывод, что расхождение в 0,2% между данными и предсказанными результатами связано с плохо известными галактическими константами, включая расстояние Солнца от Галактического центра . собственное движение пульсара и его расстояние от Земли. Несмотря на то, что предпринимаются усилия по более точному измерению первых двух величин, они не видят «мало перспектив для значительного улучшения знаний о расстоянии до пульсара», поэтому более точных границ будет трудно достичь. Тейлор и Вайсберг также нанесли на карту двумерную структуру луча пульсара, используя тот факт, что прецессия системы приводит к изменению формы импульса. Они обнаружили, что форма луча вытянута по широте и сужена в продольном направлении около центра, что приводит к общей форме, напоминающей восьмерку. ^{[ 7 ]}

В 2016 году Вейсберг и Хуанг опубликовали дополнительные результаты, все еще с разницей в 0,16%, обнаружив, что соотношение наблюдаемого значения по сравнению с прогнозируемым значением составило 0,9983 ± 0,0016. ^{[ 13 ]} Они называют основной движущей силой этого улучшения (расхождение от 1,8σ до 1σ) улучшение галактических постоянных, опубликованных в 2014 году.

Характеристики

Масса спутника: 1,387 М _☉
Полная масса системы: 2,828378(7) M _☉
Орбитальный период: 7,751938773864 часа.
Эксцентриситет: 0,6171334
Большая полуось : 1 950 100 км.
Расстояние от периастра: 746 600 км.
Расстояние от Апастрона: 3 153 600 км.
Орбитальная скорость звезд в периастре (относительно центра масс): 450 км/с.
Орбитальная скорость звезд на апастроне (относительно центра масс): 110 км/с.

См. также

Ссылки

^ wikisky.org SKY-MAP за 19:15:28 / +16:06:27 (позиция J2000)
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Вайсберг, Дж. М.; Тейлор, Дж. Х.; Фаулер, Луизиана (октябрь 1981 г.). «Гравитационные волны от орбитального пульсара». Научный американец . 245 (4): 74–82. Бибкод : 1981SciAm.245d..74W . doi : 10.1038/scientificamerican1081-74 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с «ПСР J1915+1606» . СИМБАД . Страсбургский центр астрономических данных .
^ Ашвин Рамасвами. «Пульсары» . Энциклопедия науки . Наука. Архивировано из оригинала 8 марта 2016 г.
^ Кристофер Ванек (30 мая 2005 г.). «Орбитальные звезды наводняют космос экзотическими гравитационными волнами» . НАСА . Архивировано из оригинала 25 января 2022 г. Проверено 7 декабря 2020 г.
^ «Пульсар Халса-Тейлора (PSR 1913+16)» . Энциклопедия науки . Миры Дэвида Дарлинга.
^ Jump up to: ^а ^б Вайсберг, Дж. М.; Тейлор, Дж. Х. (июль 2005 г.). «Релятивистский двойной пульсар B1913+16: тридцать лет наблюдений и анализа» . Написано в Аспене, Колорадо , США. В ФА Расио; IH Лестница (ред.). Двойные радиопульсары . Серия конференций ASP. Том. 328. Сан-Франциско : Тихоокеанское астрономическое общество . п. 25. arXiv : astro-ph/0407149 . Бибкод : 2005ASPC..328...25Вт .
^ «Нобелевская премия по физике 1993 года» . Нобелевский фонд . Проверено 27 октября 2018 г. за открытие нового типа пульсара, открытие, открывшее новые возможности для изучения гравитации
^ Вайсберг, Дж. М.; Отлично, диджей; Тейлор, Дж. Х. (20 октября 2010 г.). «Временные измерения релятивистского двойного пульсара PSR B1913 + 16». Астрофизический журнал . 722 (2): 1030–1034. arXiv : 1011.0718 . Бибкод : 2010ApJ...722.1030W . дои : 10.1088/0004-637X/722/2/1030 . S2CID 118573183 .
^ Jump up to: ^а ^б Тейлор, Дж. Х.; Вайсберг, Дж. М. (1982). «Новый тест общей теории относительности – Гравитационное излучение и двойной пульсар PSR 1913+16». Астрофизический журнал . 253 : 908–920. Бибкод : 1982ApJ...253..908T . дои : 10.1086/159690 .
^ Тейлор, Дж. Х.; Вайсберг, Дж. М. (1989). «Дальнейшие экспериментальные испытания релятивистской гравитации с использованием двойного пульсара PSR 1913+16». Астрофизический журнал . 345 : 434–450. Бибкод : 1989ApJ...345..434T . дои : 10.1086/167917 . S2CID 120688730 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Вайсберг, Дж. М.; Отлично, диджей; Тейлор, Дж. Х. (2010). «Временные измерения релятивистского двойного пульсара PSR B1913 + 16». Астрофизический журнал . 722 (2): 1030–1034. arXiv : 1011.0718 . Бибкод : 2010ApJ...722.1030W . дои : 10.1088/0004-637X/722/2/1030 . S2CID 118573183 .
^ Вайсберг, Дж. М.; Хуанг, Ю. (21 сентября 2016 г.). «Релятивистские измерения по времени двойного пульсара PSR B1913+16» . Астрофизический журнал . 829 (1): 55. arXiv : 1606.02744 . Бибкод : 2016ApJ...829...55W . дои : 10.3847/0004-637X/829/1/55 . S2CID 119283147 .

[1] wikisky.org SKY-MAP за 19:15:28 / +16:06:27 (позиция J2000)

[wtf1981-2] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Вайсберг, Дж. М.; Тейлор, Дж. Х.; Фаулер, Луизиана (октябрь 1981 г.). «Гравитационные волны от орбитального пульсара». Научный американец . 245 (4): 74–82. Бибкод : 1981SciAm.245d..74W . doi : 10.1038/scientificamerican1081-74 .

[SIMBAD-3] Jump up to: ^а ^б ^с «ПСР J1915+1606» . СИМБАД . Страсбургский центр астрономических данных .

[4] Ашвин Рамасвами. «Пульсары» . Энциклопедия науки . Наука. Архивировано из оригинала 8 марта 2016 г.

[5] Кристофер Ванек (30 мая 2005 г.). «Орбитальные звезды наводняют космос экзотическими гравитационными волнами» . НАСА . Архивировано из оригинала 25 января 2022 г. Проверено 7 декабря 2020 г.

[DavidDarling-HulseTaylorPulsar-6] «Пульсар Халса-Тейлора (PSR 1913+16)» . Энциклопедия науки . Миры Дэвида Дарлинга.

[wt2005-7] Jump up to: ^а ^б Вайсберг, Дж. М.; Тейлор, Дж. Х. (июль 2005 г.). «Релятивистский двойной пульсар B1913+16: тридцать лет наблюдений и анализа» . Написано в Аспене, Колорадо , США. В ФА Расио; IH Лестница (ред.). Двойные радиопульсары . Серия конференций ASP. Том. 328. Сан-Франциско : Тихоокеанское астрономическое общество . п. 25. arXiv : astro-ph/0407149 . Бибкод : 2005ASPC..328...25Вт .

[npp1993-8] «Нобелевская премия по физике 1993 года» . Нобелевский фонд . Проверено 27 октября 2018 г. за открытие нового типа пульсара, открытие, открывшее новые возможности для изучения гравитации

[9] Вайсберг, Дж. М.; Отлично, диджей; Тейлор, Дж. Х. (20 октября 2010 г.). «Временные измерения релятивистского двойного пульсара PSR B1913 + 16». Астрофизический журнал . 722 (2): 1030–1034. arXiv : 1011.0718 . Бибкод : 2010ApJ...722.1030W . дои : 10.1088/0004-637X/722/2/1030 . S2CID 118573183 .

[tw82-10] Jump up to: ^а ^б Тейлор, Дж. Х.; Вайсберг, Дж. М. (1982). «Новый тест общей теории относительности – Гравитационное излучение и двойной пульсар PSR 1913+16». Астрофизический журнал . 253 : 908–920. Бибкод : 1982ApJ...253..908T . дои : 10.1086/159690 .

[tw89-11] Тейлор, Дж. Х.; Вайсберг, Дж. М. (1989). «Дальнейшие экспериментальные испытания релятивистской гравитации с использованием двойного пульсара PSR 1913+16». Астрофизический журнал . 345 : 434–450. Бибкод : 1989ApJ...345..434T . дои : 10.1086/167917 . S2CID 120688730 .

[wnt2010-12] Jump up to: ^а ^б ^с Вайсберг, Дж. М.; Отлично, диджей; Тейлор, Дж. Х. (2010). «Временные измерения релятивистского двойного пульсара PSR B1913 + 16». Астрофизический журнал . 722 (2): 1030–1034. arXiv : 1011.0718 . Бибкод : 2010ApJ...722.1030W . дои : 10.1088/0004-637X/722/2/1030 . S2CID 118573183 .

[13] Вайсберг, Дж. М.; Хуанг, Ю. (21 сентября 2016 г.). «Релятивистские измерения по времени двойного пульсара PSR B1913+16» . Астрофизический журнал . 829 (1): 55. arXiv : 1606.02744 . Бибкод : 2016ApJ...829...55W . дои : 10.3847/0004-637X/829/1/55 . S2CID 119283147 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

Данные наблюдений Эпоха B1950.0 Равноденствие B1950.0
Созвездие	Аквила ^{[ 1 ]}
Прямое восхождение	19 ^час 13 ^м 12.4655 ^с
Склонение	16° 01′ 08.189″
Астрометрия

Расстояние	21 000 лий (6400 шт .)

Подробности ^{[ 2 ]}

Масса	1.441 `M` _☉
Вращение	59,02999792988 мс

Другие обозначения
ПСР Б 1913+16, ^{[ 3 ]} СССР Ж 1915+1606, ^{[ 3 ]} Халса–Тейлора Двойной пульсар , ^{[ 4 ]} Халса–Тейлора Система , ^{[ 5 ]} Халса–Тейлора Двойная система , Халса–Тейлора Пульсар , ^{[ 6 ]} Халс – Тейлор ПСР ^{[ 3 ]}
Ссылки на базы данных
СИМБАД	данные