Una delle conseguenze delle teorie della relatività di Einstein è che tutto sarà influenzato dai potenziali gravitazionali, indipendentemente dalla loro massa. Ma una realizzazione più sottile è che la luce che fuoriesce da un tale pozzo gravitazionale deve perdere energia, e poiché l'energia per la luce è correlata alla lunghezza d'onda, ciò farà aumentare la luce in lunghezza d'onda attraverso un processo noto come spostamento verso il basso gravitazionale.
Poiché la quantità di spostamento verso il rosso dipende dalla profondità all'interno di un pozzo gravitazionale quando un fotone inizia quando inizia il suo viaggio, le previsioni hanno dimostrato che i fotoni emessi dalla fotosfera di una stella di sequenza principale dovrebbero essere più spostati verso il rosso rispetto a quelli provenienti da giganti gonfi . Con la risoluzione che ha raggiunto la soglia per rilevare questa differenza, un nuovo documento ha tentato di rilevare osservativamente questa differenza tra i due.
Storicamente, i redshift gravitazionali sono stati rilevati su oggetti ancora più densi come le nane bianche. Esaminando la quantità media di redshift per le nane bianche rispetto alle principali stelle della sequenza in cluster come Hyades e Pleiades, i team hanno riferito di aver trovato redshift gravitazionali nell'ordine di 30-40 km / s (NOTA: il redshift è espresso in unità come se era una velocità Doppler recessiva, anche se non lo è. È solo espressa in questo modo per comodità). Sono state fatte anche osservazioni più grandi per le stelle di neutroni.
Per le stelle come il Sole, la quantità prevista di spostamento verso il rosso (se il fotone dovesse sfuggire all'infinito) è piccola, appena 0,636 km / s. Ma poiché la Terra giace anche nel pozzo gravitazionale del Sole, la quantità di spostamento verso il rosso se il fotone dovesse fuggire dalla distanza della nostra orbita sarebbe solo 0,633 km / s lasciando una distanza di soli ~ 0,003 km / s, un cambiamento sommerso da altre fonti .
Pertanto, se gli astronomi desiderano studiare gli effetti del redshift gravitazionale su stelle di densità più normale, saranno necessarie altre fonti. Pertanto, il team dietro il nuovo articolo, guidato da Luca Pasquini dall'Osservatorio europeo meridionale, ha confrontato lo spostamento tra le stelle della densità media delle stelle della sequenza principale rispetto a quella dei giganti. Per eliminare gli effetti delle diverse velocità Doppler, il team ha scelto di studiare i cluster, che hanno velocità coerenti nel loro insieme, ma velocità interne casuali delle singole stelle. Per negare quest'ultimo, hanno calcolato la media dei risultati di numerose stelle di ogni tipo.
Il team si aspettava di trovare una discrepanza di ~ 0,6 km / s, ma quando i loro risultati sono stati elaborati, non è stata rilevata alcuna differenza. Le due popolazioni hanno mostrato entrambe la velocità recessiva del cluster, centrata su 33,75 km / s. Quindi dov'era il turno previsto?
Per spiegare questo, il team si è rivolto a modelli di stelle e ha stabilito che le stelle della sequenza principale avevano un meccanismo che poteva potenzialmente compensare il redshift con un blueshift. Vale a dire, la convezione nell'atmosfera delle stelle renderebbe il materiale più blu. Il team afferma che le stelle a bassa massa costituivano la maggior parte dell'indagine a causa del loro numero e si ritiene che tali stelle subiscano maggiori quantità di convezione rispetto alla maggior parte degli altri tipi di stelle. Tuttavia, è ancora in qualche modo sospetto che questo offset possa contrastare in modo così preciso il redshift gravitazionale.
Alla fine, il team conclude che, indipendentemente dall'effetto, le stranezze osservate qui indicano una limitazione nella metodologia. Cercare di stimolare effetti così piccoli con una popolazione così diversificata di stelle potrebbe semplicemente non funzionare. Pertanto, raccomandano future indagini per sottoporre a confronto solo sottoclassi specifiche al fine di limitare tali effetti.
