Geen veranderende zwaartekracht of verre reuzenplaneet

De radiotelescoop te Parkes, in Australië, is een van de telescopen waarmee de pulsar PSR J0437–4715 werd waargenomen. Foto CSIRO The Parkes Radio Telescope from the air
De radiotelescoop te Parkes, in Australië, is een van de telescopen waarmee de pulsar PSR J0437–4715 werd waargenomen. Foto CSIRO The Parkes Radio Telescope from the air Amy, Shaun;CSIRO

Er zijn nog steeds geen aanwijzingen dat de zwaartekracht in de loop van de tijd verandert. Dat blijkt uit nieuwe, extreem nauwkeurige waarnemingen aan twee sterren die op heel korte afstand om elkaar heen draaien (Astrophysical Journal Letters, 20 september).

Een verandering van de zwaartekracht in het heelal – dus van de gravitatieconstante – is volgens Einsteins algemene relativiteitstheorie verboden, maar het is wel mogelijk in sommige alternatieve gravitatietheorieën. Daarom worden steeds nauwkeuriger technieken toegepast om zo’n eventuele verandering aan het licht te kunnen brengen – of te ontzenuwen.

Adam Deller en zijn collega’s hebben hiertoe metingen verricht aan een pulsar, PSR J0437–4715, die om een witte dwergster draait: de eindproducten van respectievelijk een zware ster en een ster zoals onze zon. De tijd waarin deze twee sterren om elkaar heen draaien, de omlooptijd, neemt door het uitzenden van gravitatiestraling, energieverlies, heel langzaam af. Dat is ook een van de voorspellingen van de algemene relativiteitstheorie. Eerdere onderzoekers hadden hieruit al afgeleid dat een eventuele verandering van de gravitatieconstante niet groter dan 2 x 10-11 per jaar zou kunnen zijn.

Probleem is dat deze metingen ook worden beïnvloed door de afstand waarop de pulsar zich bevindt en de richting waarin hij door de ruimte beweegt. Deze afstand (510 lichtjaar) en richting zijn nu uiterst nauwkeurig bepaald met de Long Baseline Array in Australië: een combinatie van verscheidene radiotelescopen die tot op 1.700 kilometer van elkaar staan. Met deze metingen kon Deller een eventuele verandering van de gravitatieconstante nu reduceren tot minder dan 3 x 10-12 per jaar: de tot nu toe kleinste waarde bepaald met behulp van een object buiten het zonnestelsel.

Een ander effect dat bij dit soort metingen een rol kan spelen, is de aanwezigheid van een onzichtbare, Jupiterachtige planeet op heel grote afstand van maar nog wel gebonden aan de zon. Die zou een minieme verandering in de beweging van de zon (en de aarde) veroorzaken die zich weerspiegelt in die van de pulsar.

De aanwezigheid van zo’n verre planeet is een theoretische mogelijkheid, maar de metingen van Deller sluiten zijn bestaan vrijwel uit.

George Beekman