脉冲星是宇宙稳定发射高功率辐射的天体,来源为大质量天体塌缩后留下的致密核心“中子星”,高速自转伴随偏离自转轴强大磁场,两侧磁极产生不断改变方向的高能喷流,就像茫茫宇宙大海的灯塔不断扫视。
中子星系统最适合以电磁波查看强重力场,重力波存在的第一个间接证据便是1974年普林斯顿大学拉塞尔·赫尔斯和约瑟夫·泰勒,于双星系统脉冲星轨道衰减发现。因致密双星互绕会辐射可观重力波,带走双星系统的角动量,且观测脉冲双星轨道衰减也很符合广义相对论计算。
不过16个已确认的脉冲双星系统,PSR J15371155轨道衰减测量结果与广义相对论预测相差达9%,远大于其他系统差异。主要问题可能在于PSR J15371155高自行导致距离不确定性,过去脉冲星距离主要估算是利用广义相对论,如果想检验广义相对论,科学家得先找到别的方法确定PSR J15371155的距离。
2021年11月发布于天文物理期刊通信(ApJL)的文章,有研究团队使用最传统却最有效的方法估算此系统距离:三角视差法。由于地球每年绕日公转,每半年会在相隔3亿公里处,如果望远镜的角解析力够,便可利用这位置差非常有效算出天体的距离。团队使用超长基线数组(VLBA),最大长度超过8,600公里,结合六年观测结果,获得此脉冲星系统的最精确距离:3,066光年。
通过最新测量,PSR J15371155轨道衰减的结果和广义相对论的分歧缩小到只有2.3%,解决一直以来的问题,让广义相对论对强重力场的准确性更难以撼动。