Gravitationsrotverschiebungen: Hauptsequenz gegen Riesen

Eine der Konsequenzen von Einsteins Relativitätstheorien ist, dass alles von Gravitationspotentialen beeinflusst wird, unabhängig von ihrer Masse. Eine subtilere Erkenntnis ist jedoch, dass Licht, das aus einem solchen Gravitationsschacht austritt, Energie verlieren muss. Da die Energie für Licht mit der Wellenlänge zusammenhängt, wird das Licht durch einen als Gravitationsrotverschiebung bekannten Prozess an Wellenlänge zunehmen.

Da das Ausmaß der Rotverschiebung davon abhängt, wie tief sich ein Photon zu Beginn seiner Reise in einem Gravitationsbrunnen befindet, haben Vorhersagen gezeigt, dass Photonen, die von der Photosphäre eines Hauptreihensterns emittiert werden, stärker rotverschoben sein sollten als solche, die von aufgeblähten Riesen stammen . Nachdem die Auflösung den Schwellenwert erreicht hat, um diesen Unterschied zu erkennen, hat ein neues Papier versucht, diesen Unterschied zwischen den beiden beobachtend zu erkennen.

In der Vergangenheit wurden Gravitationsrotverschiebungen an noch dichteren Objekten wie weißen Zwergen festgestellt. Bei der Untersuchung der durchschnittlichen Rotverschiebung von Weißen Zwergen gegen Hauptreihensterne in Clustern wie Hyaden und Plejaden haben Teams berichtet, dass sie Rotverschiebungen in der Größenordnung von 30 bis 40 km / s gefunden haben (HINWEIS: Die Rotverschiebung wird in Einheiten ausgedrückt, als ob Es war eine rezessive Doppler-Geschwindigkeit, obwohl dies nicht der Fall ist. Für Neutronensterne wurden noch größere Beobachtungen gemacht.

Für Sterne wie die Sonne ist die erwartete Rotverschiebung (wenn das Photon ins Unendliche entweichen sollte) gering und beträgt lediglich 0,636 km / s. Da die Erde aber auch in der Gravitationsquelle der Sonne liegt, würde die Rotverschiebung, wenn das Photon aus der Entfernung unserer Umlaufbahn entweichen würde, nur 0,633 km / s betragen, was eine Entfernung von nur ~ 0,003 km / s ergibt, eine Änderung, die von anderen Quellen überschwemmt wird .

Wenn Astronomen die Auswirkungen der Rotverschiebung der Gravitation auf Sterne mit normaler Dichte untersuchen möchten, sind andere Quellen erforderlich. So verglich das Team hinter dem neuen Papier unter der Leitung von Luca Pasquini vom European Southern Observatory die Verschiebung der mittleren Dichte der Hauptreihensterne zwischen den Sternen mit der der Riesen. Um die Auswirkungen unterschiedlicher Doppler-Geschwindigkeiten zu eliminieren, untersuchte das Team Cluster, die als Ganzes gleichbleibende Geschwindigkeiten, aber zufällige interne Geschwindigkeiten einzelner Sterne aufweisen. Um letztere zu negieren, wurden die Ergebnisse zahlreicher Sterne jedes Typs gemittelt.

Das Team erwartete eine Diskrepanz von ~ 0,6 km / s, doch als die Ergebnisse verarbeitet wurden, wurde kein solcher Unterschied festgestellt. Die beiden Populationen zeigten beide die Rezessionsgeschwindigkeit des Clusters, zentriert auf 33,75 km / s. Wo war also die vorhergesagte Verschiebung?

Um dies zu erklären, wandte sich das Team Modellen von Sternen zu und stellte fest, dass Hauptreihensterne einen Mechanismus hatten, der die Rotverschiebung möglicherweise durch eine Blauverschiebung ausgleichen könnte. Konvektion in der Atmosphäre der Sterne würde nämlich Material verschieben. Das Team gibt an, dass Sterne mit geringer Masse aufgrund ihrer Anzahl den größten Teil der Umfrage ausmachten und angenommen wird, dass solche Sterne eine größere Konvektion erfahren als die meisten anderen Arten von Sternen. Es ist jedoch immer noch etwas verdächtig, dass dieser Versatz der Gravitationsrotverschiebung so genau entgegenwirken könnte.

Letztendlich kommt das Team zu dem Schluss, dass die hier beobachteten Kuriositäten unabhängig von der Wirkung auf eine Einschränkung der Methodik hinweisen. Der Versuch, so kleine Effekte mit einer so unterschiedlichen Population von Sternen herauszufiltern, funktioniert möglicherweise einfach nicht. Daher empfehlen sie, dass zukünftige Untersuchungen nur auf bestimmte Unterklassen zum Vergleich abzielen, um solche Effekte zu begrenzen.

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