Obrazový kredit: ESO
Astronómovia v Európskom južnom observatóriu objavili hviezdu, ktorá je mimoriadne plochá. Všetky rotujúce objekty vo vesmíre sú kvôli svojej rotácii sploštené; dokonca aj naša Zem je o 21 kilometrov širšia ako rovina od pólu k pólu. Ale táto nová hviezda, nazývaná Achernar, je o 50% širšia vo svojom rovníku než na jej póloch. Je zrejmé, že sa točí rýchlo, ale jeho tvar nezapadá do súčasných astrofyzikálnych modelov. Mala by to byť strata hmoty do vesmíru rýchlosťou, ktorou to ide. Čas na nové modely.
Do prvej aproximácie sú planéty a hviezdy okrúhle. Pomysli na Zem, v ktorej žijeme. Pomysli na Slnko, najbližšiu hviezdu a ako vyzerá na oblohe.
Ale ak o tom premýšľate viac, uvedomíte si, že to nie je úplne pravda. Vďaka svojej dennej rotácii je pevná Zem mierne sploštená („sploštená“) - jej rovníkový polomer je asi 21 km (0,3%) väčší ako polárny. Hviezdy sú obrovské plynné sféry a je známe, že niektoré z nich rotujú pomerne rýchlo, oveľa rýchlejšie ako Zem. To by samozrejme spôsobilo sploštenie takýchto hviezd. Ale ako plochý?
Posledné pozorovania pomocou interferónu VLT (VLTI) na observatóriu ESO Paranal umožnili skupine astronómov [1] získať najpodrobnejší pohľad na všeobecný tvar rýchlo sa otáčajúcej hviezdy Achernar (Alpha Eridani), najjasnejšia v južnom súhvezdí Eridanus (rieka).
Zistia, že Achernar je oveľa plošší ako sa očakávalo - jeho rovníkový polomer je o viac ako 50% väčší ako polárny! Inými slovami, táto hviezda je tvarovaná podobne ako známa hračka, ktorá je taká obľúbená medzi malými deťmi.
Vysoký stupeň sploštenia meraný pre Achernar - prvý v pozorovacej astrofyzike - predstavuje pre bezpodmienečnú výzvu pre teoretickú astrofyziku. Účinok nie je možné reprodukovať bežnými modelmi hviezdnych interiérov, pokiaľ nie sú začlenené určité javy, napr. poludníková cirkulácia na povrchu („toky sever-juh“) a nerovnomerná rotácia v rôznych hĺbkach vnútri hviezdy.
Ako ukazuje tento príklad, interferometrické techniky nakoniec poskytnú veľmi podrobné informácie o tvaroch, povrchových podmienkach a vnútornej štruktúre hviezd.
Pripomienky VLTI spoločnosti Achernar
Pozorovania s interferónometerom VLT (VLTI) na paranálnom observatóriu postupujú dobre [2] a astronómovia začali využívať mnohé z týchto prvých meraní na vedecké účely.
Jeden veľkolepý výsledok, ktorý bol práve oznámený, je založený na sérii pozorovaní jasnej južnej hviezdy Achernar (Alpha Eridani; názov je odvodený od „Al Ahir al Nahr“ = „Koniec rieky“), ktorý sa uskutočnil medzi septembrom 11. a 12. novembra 2002. Na tieto pozorovania sa použili aj dva 40 cm siderostatové testovacie teleskopy, ktoré slúžili na získanie „prvého svetla“ pomocou interferometra VLT v marci 2001. Boli umiestnené na vybraných pozíciách na pozorovacej platforme VLT v hornej časti Paranalu, aby poskytli konfiguráciu „v tvare kríža“ s dvoma „základnými líniami“ 66 ma respektíve 140 m pri 90? uhol, porovnaj PR Foto 15a / 03.
V pravidelných časových intervaloch boli dva malé ďalekohľady namierené na Achernar a dva svetelné lúče boli nasmerované na spoločné zameranie v testovacom prístroji VINCI v centrálne umiestnenom interferenčnom laboratóriu VLT. Vďaka rotácii Zeme počas pozorovaní bolo možné zmerať uhlovú veľkosť hviezdy (ako je vidieť na oblohe) v rôznych smeroch.
Profil Achernara
Prvý pokus o meranie geometrickej deformácie rýchlo sa otáčajúcej hviezdy sa uskutočnil v roku 1974 pomocou interferónu Narrabri Intensity Interferometer (Austrália) na jasnej hviezdi Altair britským astronómom Hanbury Brownom. Z dôvodu technických obmedzení však tieto pozorovania neboli schopné rozhodnúť sa medzi rôznymi modelmi tejto hviezdy. Nedávno Gerard T. Van Belle a spolupracovníci pozorovali Altair pomocou interferometra Palomar Testbed Interferometer (PTI), pričom jeho zdanlivý axiálny pomer meral na 1,140? 0,029 a kladením určitých obmedzení na vzťah medzi rýchlosťou otáčania a hviezdnym sklonom.
Achernar je hviezda horúceho typu B s hmotnosťou 6-krát vyššou ako Slnko. Povrchová teplota je asi 20 000 ° C a nachádza sa vo vzdialenosti 145 svetelných rokov.
Zjavný profil Achernara (PR Foto 15b / 03), založený na asi 20 000 VLTI interferogramoch (v pásme K pri vlnovej dĺžke 2,2 um) s celkovým integračným časom viac ako 20 hodín, naznačuje prekvapivo vysoký axiálny pomer 1,56? 0,05 [3]. Je to evidentne výsledkom rýchlej rotácie Achernara.
Teoretické implikácie pozorovaní VLTI
Uhlová veľkosť eliptického profilu Achernarovej, ako je uvedené v PR Photo 15b / 03, je 0,00253? 0,00006 arcsec (hlavná os) a 0,00162? 0,00001 arcsec (vedľajšia os) [4]. V označenej vzdialenosti sa zodpovedajúce hviezdne polomery rovnajú 12,0? 0,4 a 7,7? 0,2 slnečných polomerov, resp. 8,4 a 5,4 milióna km. Prvá hodnota je miera polomeru polomeru hviezdy. Druhá je horná hodnota pre polárny polomer - v závislosti od sklonu polárnej osi hviezdy k viditeľnej čiare môže byť dokonca ešte menšia.
Uvedený pomer medzi rovníkovými a polárnymi polomermi Achernarovej predstavuje bezprecedentnú výzvu pre teoretickú astrofyziku, najmä pokiaľ ide o stratu hmotnosti z povrchu zvýšenú rýchlou rotáciou (odstredivý efekt) a tiež rozdelenie vnútornej hybnej hybnosti (rýchlosť rotácie pri rôzne hĺbky).
Astronómovia dospeli k záveru, že Achernar sa musí otáčať rýchlejšie (a teda bližšie k „kritickej“ (rozbíjacej) rýchlosti asi 300 km / s), ako ukazujú spektrálne pozorovania (asi 225 km / s od rozšírenia spektra) alebo musí porušovať rotáciu tuhého telesa.
Pozorované sploštenie nemôže byť reprodukované „Rocheho modelom“, ktorý znamená rotáciu tuhého tela a koncentráciu hmoty v strede hviezdy. Zlyhanie tohto modelu je ešte zreteľnejšie, ak sa vezme do úvahy takzvaný efekt „gravitačného stmavenia“ - nejednotné rozloženie teploty na povrchu, ktoré je na Achernare určite prítomné pri takejto výraznej geometrickej deformácii.
výhľad
Toto nové meranie je dobrým príkladom toho, čo je možné s interferometrom VLT už v tejto fáze implementácie. Dobre sa hodí pre budúce výskumné projekty v tomto zariadení.
Pomocou interferometrickej techniky sa otvárajú nové výskumné polia, ktoré nakoniec poskytnú oveľa podrobnejšie informácie o tvaroch, povrchových podmienkach a vnútornej štruktúre hviezd. A v nie príliš vzdialenej budúcnosti bude možné vytvárať interferometrické obrazy diskov Achernaru a iných hviezd.
Pôvodný zdroj: ESO News Release
