Eine der Folgen von Einsteins Relativitätstheorien ist, dass alles von Gravitationspotentialen beeinflusst wird, unabhängig von ihrer Masse. Der Effekt davon wird in Experimenten beobachtet, die das Potenzial der Schwerkraft demonstrieren, Licht zu biegen. Aber eine subtilere Erkenntnis ist, dass Licht, das aus einer solchen Gravitationsquelle entweicht, Energie verlieren muss, und da die Energie für Licht mit der Wellenlänge zusammenhängt, führt dies dazu, dass die Wellenlänge des Lichts durch einen Prozess, der als Gravitationsrotverschiebung bekannt ist, ansteigt.
Da das Ausmaß der Rotverschiebung davon abhängt, wie tief sich ein Photon in einer Gravitationsquelle befindet, wenn es seine Reise beginnt, haben Vorhersagen gezeigt, dass Photonen, die von der Photosphäre eines Hauptreihensterns emittiert werden, stärker rotverschoben sein sollten als die von aufgeblasenen Riesen . Nachdem die Auflösung den Schwellenwert erreicht hat, um diesen Unterschied zu erkennen, ein neues Papier hat versucht, diesen Unterschied zwischen den beiden beobachtend zu entdecken.
In der Vergangenheit wurden gravitative Rotverschiebungen an noch dichteren Objekten wie Weißen Zwergen festgestellt. Bei der Untersuchung der durchschnittlichen Rotverschiebung von Weißen Zwergen gegenüber Hauptreihensternen in Haufen wie den Hyaden und Plejaden haben die Teams berichtet, dass sie gravitative Rotverschiebungen in der Größenordnung von 30-40 km/s gefunden haben (HINWEIS: Die Rotverschiebung wird in Einheiten ausgedrückt, als ob es handelte sich um eine rezessive Doppler-Geschwindigkeit, obwohl dies nicht der Fall ist. Noch größere Beobachtungen wurden für Neutronensterne gemacht.
Für Sterne wie die Sonne ist die erwartete Rotverschiebung (wenn das Photon ins Unendliche entweichen würde) klein, lediglich 0,636 km/s. Aber da die Erde auch in der Gravitationsquelle der Sonne liegt, würde die Rotverschiebung, wenn das Photon aus der Entfernung unserer Umlaufbahn entkommen würde, nur 0,633 km/s betragen, was eine Entfernung von nur ~0,003 km/s ergibt, eine Änderung, die von anderen Quellen überlagert wird .
Wenn Astronomen also die Auswirkungen der Gravitationsrotverschiebung auf Sterne mit normalerer Dichte untersuchen möchten, werden andere Quellen benötigt. So verglich das Team hinter der neuen Veröffentlichung unter der Leitung von Luca Pasquini von der Europäischen Südsternwarte die Verschiebung zwischen Sternen der mittleren Dichte von Hauptreihensternen mit denen von Riesen. Um die Auswirkungen unterschiedlicher Doppler-Geschwindigkeiten zu eliminieren, entschied sich das Team, Cluster zu untersuchen, die als Ganzes konsistente Geschwindigkeiten aufweisen, aber zufällige interne Geschwindigkeiten einzelner Sterne. Um letzteres zu negieren, haben sie die Ergebnisse zahlreicher Sterne jedes Typs gemittelt.
Das Team erwartete, eine Abweichung von ~0,6 km/s zu finden, doch bei der Verarbeitung der Ergebnisse 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 haben, der die Rotverschiebung möglicherweise durch eine Blauverschiebung ausgleichen könnte. Konvektion in der Atmosphäre der Sterne würde nämlich Material blau verschieben. Das Team stellt fest, dass Sterne mit geringer Masse aufgrund ihrer Anzahl den Großteil der Untersuchung ausmachten, und es wird angenommen, dass solche Sterne mehr Konvektion erfahren als die meisten anderen Arten von Sternen. Es ist jedoch immer noch etwas verdächtig, dass dieser Offset der gravitativen Rotverschiebung so genau entgegenwirken könnte.
Letztendlich kommt das Team zu dem Schluss, dass die hier beobachteten Merkwürdigkeiten unabhängig vom Effekt auf eine methodische Einschränkung hinweisen. Der Versuch, so kleine Effekte mit einer so vielfältigen Population von Sternen herauszukitzeln, funktioniert möglicherweise einfach nicht. Daher empfehlen sie, dass zukünftige Untersuchungen nur auf bestimmte Unterklassen zum Vergleich abzielen, um solche Auswirkungen zu begrenzen.
