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三體觀測

2014,14年6月,壹個國際天文學家團隊利用美國國家科學基金會(NSF)旗下的格林班克射電望遠鏡發現了壹個奇怪的“三體”恒星系統,其中有兩顆白矮星和壹顆超高密度的脈沖星。

脈沖星是中子星的壹種。隨著它們的高速旋轉,它們的無線電波會像海裏的燈塔壹樣周期性地掃過周圍的空間。此次發現的脈沖星距離地球約4200光年,自轉速度為每秒366轉。這種脈沖星被歸類為“毫秒脈沖星”,天文學家利用這種天體作為精確計時工具來研究很多現象,包括很難發現的引力波。

隨後的觀測發現,脈沖星旁邊有壹顆白矮星,它們在相互繞轉,而“雙星”本身也在更遠的距離上繞著另壹顆白矮星轉。

西肯塔基大學的天文學家傑森·博伊爾斯(Jason Boyles)在2012年首次發現了這個脈沖星目標,當時他正在格林班克望遠鏡讀研究生。

研究人員用格林班克望遠鏡、波多黎各的阿雷西博射電望遠鏡和荷蘭的合成孔徑射電望遠鏡進行了密集的觀測和研究。科學家們還使用了來自斯隆數字巡天(SDSS)、GALEX衛星、亞利桑那州基特峰的WIYN望遠鏡和斯皮策太空望遠鏡的數據。

在三體系統中,每個成員都感覺到來自其他成員的引力擾動非常純粹和強烈。毫秒脈沖星提供了壹種強有力的測量工具,可以用來非常精確地測量擾動。

等效原理,尤其是強等效原理,在廣義相對論引力理論中占有極其重要的地位。根據強等效原理,稍遠壹點的外側白矮星產生的引力影響,對內側的兩顆星,即壹顆中子星和壹顆白矮星的影響應該是壹樣的。如果強等效原理在這種極端情況下失效,那麽外層白矮星對內層中子星和白矮星施加的引力影響應該會略有不同,而高精度的脈沖星計時測量會很容易顯示這壹點。

通過精確計時這顆脈沖星發出的脈沖周期,研究人員可以判斷強等效原理是否失效,測量精度將比以往任何壹次測量都高出幾個數量級。