Kreditna slika: ESO
Astronomi z evropskega južnega observatorija so odkrili zvezdo, ki je izredno ravna Vsi vrtljivi predmeti v vesolju so zaradi vrtenja sploščeni; tudi naša Zemlja je 21 kilometrov širša na ekvatorju, kot je pol-pol. Toda ta nova zvezda, imenovana Ahernar, je na svojem ekvatorju 50% širša kot na svojih polih. Očitno se vrti, vendar njena oblika ne ustreza trenutnim astrofizičnim modelom. Morala bi izgubljati maso v vesolju s hitrostjo, ki jo gre. Čas za nekaj novih modelov.
Do prvega približanja so planeti in zvezde okrogle. Pomislite na zemljo, na kateri živimo. Pomislite na Sonce, najbližjo zvezdo in kako je videti na nebu.
Če pa o tem bolj razmišljate, se zavedate, da to ni povsem res. Zaradi vsakodnevnega vrtenja je trdna Zemlja rahlo sploščena ("oblatna") - njen ekvatorialni polmer je približno 21 km (0,3%) večji od polarnega. Zvezde so ogromne plinaste krogle in nekatere izmed njih so znane, da se vrtijo precej hitro, veliko hitreje kot Zemlja. To bi očitno povzročilo, da se takšne zvezde sploščijo. Toda kako ravno?
Nedavna opažanja interferometra VLT (VLTI) na observatoriju ESO Paranal so skupini astronomov [1] omogočila daleč najbolj podroben prikaz splošne oblike hitro vrteče se vroče zvezde, Ahernar (Alpha Eridani), najsvetlejši v južnem ozvezdju Eridanus (Reka).
Ugotovijo, da je Achernar precej laskavejši od pričakovanega - njegov ekvatorialni polmer je več kot 50% večji od polarnega! Z drugimi besedami, ta zvezda je zelo podobna znani igrači iz vrtečega se vrta, tako priljubljena med majhnimi otroki.
Visoka stopnja sploščenosti, izmerjena za Achernar - prvo v opazovalni astrofiziki - predstavlja teoretično astrofiziko do zdaj brez primere. Učinek ni mogoče ponoviti s skupnimi modeli zvezdnih notranjosti, če niso vgrajeni nekateri pojavi, npr. meridionalno kroženje na površini ("severni in južni tokovi") in neenakomerno vrtenje na različnih globinah znotraj zvezde.
Kot kaže ta primer, bodo interferometrične tehnike na koncu dale zelo podrobne informacije o oblikah, površinskih pogojih in notranji zgradbi zvezd.
VLTI opažanja Achernarja
Preskusna opazovanja z interferometrom VLT (VLTI) v Paranalnem observatoriju potekajo dobro [2], astronomi pa so začeli veliko teh prvih meritev izkoriščati v znanstvene namene.
Pravkar objavljeni spektakularni rezultat temelji na vrsti opazovanj svetle, južne zvezde Ahernar (Alpha Eridani; ime je izpeljano po "Al Ahir al Nahr" = "Konec reke"), izvedenih med septembrom 11. in 12. novembra 2002. Za ta opazovanja sta bila uporabljena tudi dva 40-centimetrska teleskopa siderostat, ki sta marca 2001 s pomočjo VFT Interferometra pridobila "prvo svetlobo". Postavljeni so bili na izbranih položajih na opazovalni ploščadi VLT na vrhu Paranala, da bi zagotovili "križno obliko" konfiguracijo z dvema "osnovnima črtama" 66 m oziroma 140 m, pri 90? kot, prim. PR fotografija 15a / 03.
V rednih časovnih intervalih sta bila dva majhna teleskopa usmerjena proti Achernarju, oba svetlobna pramena pa sta bila usmerjena v skupni fokus v preskusnem instrumentu VINCI v centralno nameščenem VLT Interferometričnem laboratoriju. Zaradi vrtenja Zemlje med opazovanji je bilo mogoče izmeriti kotno velikost zvezde (na nebu) v različnih smereh.
Profil Achernar
Prvi poskus merjenja geometrijske deformacije hitro vrteče se zvezde je bil leta 1974 izveden s svetlobnim interferomom Narrabri (Avstralija) na svetli zvezdi Altair britanskega astronoma Hanburyja Browna. Vendar zaradi teh omejitev niso mogli odločiti med različnimi modeli te zvezde. Pred kratkim je Gerard T. Van Belle in sodelavci opazoval Altair z interferometrom Palomar Testbed (PTI), ki je meril njegovo navidezno aksialno razmerje kot 1.140? 0,029 in postavlja nekatere omejitve glede razmerja med hitrostjo vrtenja in zvezdnim naklonom.
Ahernar je zvezda vročega tipa B, ki je 6-krat večja od sonca. Temperatura površine je približno 20.000 ° C, nahaja pa se na razdalji 145 svetlobnih let.
Navidezni profil Achernarja (PR Photo 15b / 03), ki temelji na približno 20.000 interferogramih VLTI (v pasu K pri valovni dolžini 2,2? M) s skupnim časom integracije več kot 20 ur, kaže na presenetljivo visoko osno razmerje 1,56? 0,05 [3]. Očitno je to posledica hitrega vrtenja Ahernarja.
Teoretične posledice opazovanj VLTI
Kotna velikost Ahernarjevega eliptičnega profila, kot je navedeno v PR Photo 15b / 03, je 0,00253? 0,00006 arcsec (glavna os) in 0,00162? 0,00001 arcsec (manjša os) [4]. Na navedeni razdalji so ustrezni polmeri zvezd, ki so enaki 12,0? 0,4 in 7,7? 0,2 sončnega polmera oziroma 8,4 oziroma 5,4 milijona km. Prva vrednost je merilo zveznega ekvatorialnega polmera. Druga je zgornja vrednost za polnov polmer - odvisno od naklona zvezdevega polarnega osi do vidne črte je morda še manjše.
Navedeno razmerje med ekvatorialnim in polarnim polmerom Ahernarja predstavlja izjemen izziv za teoretično astrofiziko, zlasti v zvezi z izgubo mase s površine, povečano s hitrim vrtenjem (centrifugalnim učinkom), pa tudi s porazdelitvijo notranjega kotnega momenta (hitrost vrtenja pri različne globine).
Astronomi sklepajo, da se mora Achernar bodisi vrteti hitreje (in s tem bližje "kritični" (razpadni) hitrosti približno 300 km / sek), kot kažejo spektralna opazovanja (približno 225 km / sek od širitve spektra črte) ali mora kršiti vrtenje togega telesa.
"Roche-model", ki vključuje vrtenje trdnega telesa in masno koncentracijo v središču zvezde, ni mogoče reproducirati opažanega sploščenja. Neuspeh tega modela je še bolj očiten, če se upošteva tako imenovani učinek "gravitacijskega zatemnitve" - to je neenakomerna porazdelitev temperature na površini, ki je zagotovo prisotna na Ahernarju pod tako močno geometrijsko deformacijo.
Outlook
Ta nova meritev ponuja lep primer tega, kar je mogoče z VLT Interferometrom že na tej stopnji uporabe. To je dobro za prihodnje raziskovalne projekte v tej ustanovi.
Z interferometrično tehniko se zdaj odpirajo nova raziskovalna polja, ki bodo na koncu zagotovila veliko podrobnejše informacije o oblikah, površinskih pogojih in notranji zgradbi zvezd. In v ne preveč oddaljeni prihodnosti bo mogoče izdelati interferometrične slike diskov Ahernarja in drugih zvezd.
Izvirni vir: ESO News Release
