Secondo la relatività generale, quando un oggetto voluminoso ruota, trascina con sé la struttura inerziale - lo spaziotempo circostante. La forza di quella resistenza è proporzionale al momento angolare intrinseco dell'oggetto. Nel 1918, appena due anni dopo la pubblicazione della teoria da parte di Albert Einstein, i matematici austriaci Joseph Lense e Hans Thirring predissero che in un sistema binario il trascinamento della trama avrebbe costretto il movimento orbitale di due oggetti legati alla gravità alla precessione.
I ricercatori hanno prima misurato l'effetto - sebbene estremamente debole - nel 2004 con i satelliti in orbita attorno alla Terra (vedi Physics Today , luglio 2011, pagina 14 ). Ma i sistemi di pulsar binari sono l'ambiente più naturale e gravitazionalmente intenso in cui esplorare il fenomeno. Quasi 20 anni fa, i ricercatori guidati da Matthew Bailes dell'Università australiana di Swinburne hanno individuato 10.000 anni luce dalla Terra e hanno iniziato a seguirlo usando il radiotelescopio Parkes 64 m dell'Australia. Il sistema pulsar è costituito da una stella di neutroni di 20 km di diametro bloccata in un'orbita stretta di cinque ore attorno a una nana bianca che gira delle dimensioni della Terra, come mostrato nella figura.
Le pulsar emettono un battito costante di onde radio mentre ruotano. Registrando i tempi di arrivo di quei battiti, i ricercatori sono stati in grado di discernere il movimento della pulsar rispetto alla Terra. Ora hanno pubblicato un resoconto dell'opera. Vivek Venkatraman Krishnan, autore principale e ricercatore post dottorato presso il Max Planck Institute for Radio Astronomy in Germania, aveva quasi due decenni di dati da elaborare. Lui e i suoi colleghi hanno notato un leggero e graduale cambiamento nell'orientamento del piano dell'orbita, uno spostamento di soli 1,7 secondi d'arco all'anno.
I risultati sono la prima dimostrazione del trascinamento dei fotogrammi misurata in qualsiasi ambiente astrofisico. Ma dare un senso ai dati era complicato. Dell'inclinazione osservata nell'inclinazione orbitale, Krishnan, Bailes e colleghi stimano che oltre l'80% provenga da una combinazione di un momento quadrupolo (newtoniano) indotto dalla rotazione del nano bianco e dal trascinamento della cornice di Lense-Thirring. Sebbene i ricercatori non possano ancora districare i due contributi, trovano statisticamente che, indipendentemente dalla geometria, il trascinamento dei frame è sempre in gioco nel sistema ed è il termine dominante se il periodo di rotazione della nana bianca supera i 270 secondi. (V. Venkatraman Krishnan et al., Science 367 , 577, 2020 ).
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