Кредитний імідж: ESO
Астрономи з Європейської південної обсерваторії виявили надзвичайно плоску зірку. Усі обертові об'єкти в просторі сплющені через їх обертання; навіть наша Земля на екваторі на 21 кілометр ширша, ніж полюс-полюс. Але ця нова зірка, яка називається Ахернар, на її екваторі на 50% ширша, ніж на її полюсах. Очевидно, він крутиться швидко, але його форма не вписується в сучасні астрофізичні моделі. Це має втрачати масу в космосі зі швидкістю, яку він збирається. Час для нових моделей.
До першого наближення планети і зірки круглі. Подумайте про Землю, на якій ми живемо. Подумайте про Сонце, найближчу зірку та те, як воно виглядає на небі.
Але якщо більше подумати над цим, то розумієш, що це не зовсім так. Через щоденне обертання тверда Земля злегка сплюснута ("пришпорена") - її екваторіальний радіус на 21 км (0,3%) більший за полярний. Зірки - це величезні газоподібні сфери, і деякі з них, як відомо, обертаються досить швидко, набагато швидше, ніж Земля. Це, очевидно, призвело б до уплощення таких зірок. Але наскільки плоско?
Останні спостереження з інтерферометром VLT (VLTI) в Паранальній обсерваторії ESO дозволили групі астрономів [1] отримати найбільш детальний вигляд загальної форми гарячої зірки, що швидко обертається, Ахернар (Альфа Ерідані), найяскравіше в південному сузір’ї Еріданус (Річка).
Вони вважають, що Ахернар набагато плоскіший, ніж очікувалося - його екваторіальний радіус більш ніж на 50% більший за полярний! Іншими словами, ця зірка за формою дуже схожа на відому іграшку-прядильник, настільки популярну серед маленьких дітей.
Високий ступінь сплющення, виміряний для Ахернара - першого в спостережній астрофізиці - тепер становить безпрецедентний виклик для теоретичної астрофізики. Ефект не може бути відтворений загальними моделями зоряних інтер'єрів, якщо не включені певні явища, наприклад меридіональна циркуляція на поверхні ("потоки північ-південь") і нерівномірне обертання на різній глибині всередині зірки.
Як показує цей приклад, інтерферометричні методи в кінцевому підсумку дадуть дуже детальну інформацію про форми, умови поверхні та внутрішню структуру зірок.
VLTI спостереження Ахернара
Тестові спостереження за допомогою інтерферометра VLT (VLTI) в Паранальній обсерваторії проходять добре [2], і тепер астрономи почали використовувати багато цих перших вимірювань в наукових цілях.
Один вражаючий результат, щойно оголошений, заснований на серії спостережень яскравої південної зірки Ахернар (Альфа Ерідані; назва походить від "Al Ahir al Nahr" = "Кінець річки"), проведених у вересні 11 та 12 листопада 2002 р. Для цих спостережень були також використані два 40-сантиметрові випробувальні телескопи на сидеростаті, які в березні 2001 р. Отримували «перше світло» за допомогою інтерферометра VLT. Вони були розміщені у вибраних положеннях на платформі спостереження за ВЛТ у верхній частині Параналу, щоб забезпечити конфігурацію "хрестоподібної форми" з двома "базовими лініями" 66 м та 140 м відповідно на 90? кут, пор. PR Photo 15a / 03.
Через регулярні інтервали часу два маленькі телескопи були спрямовані на Ахернар, а два світлові промені були спрямовані на загальний фокус у випробувальному приладі VINCI у центрально розташованій міжферометричній лабораторії VLT. Завдяки обертанню Землі під час спостережень можна було виміряти кутовий розмір зірки (як видно на небі) в різних напрямках.
Профіль Акернара
Перша спроба виміряти геометричну деформацію зірки, що швидко обертається, була здійснена в 1974 році за допомогою Інтерферометра Наррабрі Інтенсивності (Австралія) на яскравій зірці Альтаїр британського астронома Хенбері Брауна. Однак через технічні обмеження ці спостереження не змогли визначитися між різними моделями для цієї зірки. З недавніх пір Джерард Т. Ван Бел і його співробітники спостерігали за Альтаіром за допомогою Інтерферометра Паломарного тесту (PTI), вимірюючи його видиме осьове відношення як 1,140? 0,029 і покладає деякі обмеження на зв'язок між швидкістю обертання і зоряним нахилом.
Ахернар - це зірка гарячого типу B, маса якої в 6 разів більша від Сонця. Температура поверхні становить близько 20 000 ° С і вона розташована на відстані 145 світлових років.
Очевидний профіль Ахернара (PR Photo 15b / 03), заснований на близько 20000 інтерферограм VLTI (у діапазоні K при довжині хвилі 2,2 м) із загальним часом інтеграції понад 20 годин, вказує на дивно високе осьове співвідношення 1,56? 0,05 [3]. Очевидно, це результат швидкого обертання Ахернара.
Теоретичні наслідки спостережень VLTI
Кутовий розмір еліптичного профілю Ахернара, як зазначено в PR Photo 15b / 03, становить 0,00253? 0,00006 дуги (основна вісь) і 0,00162? 0,00001 арксек (другорядна вісь) [4] відповідно. На зазначеній відстані відповідні радіальні зоряні рівні 12,0? 0,4 і 7,7? 0,2 сонячних радіусів, або 8,4 і 5,4 млн км відповідно. Перше значення - це міра екваторіального радіуса зірки. Друге - це верхнє значення для полярного радіуса - залежно від нахилу полярної осі зірки до лінії зору, воно може бути навіть меншим.
Вказане співвідношення між екваторіальним та полярним радіусами Ахернара є безпрецедентним викликом для теоретичної астрофізики, зокрема щодо втрат маси з поверхні, посилених швидким обертанням (відцентровим ефектом), а також розподілу внутрішнього імпульсного кута (швидкість обертання при різної глибини).
Астрономи роблять висновок, що Ахернар повинен або обертатись швидше (а значить, ближче до "критичної" (пробивної) швидкості близько 300 км / с), ніж те, що показують спектральні спостереження (приблизно 225 км / сек від розширення спектра лінії) або він повинен порушувати обертання твердого тіла.
Спостережуване сплющення не може бути відтворене "моделлю Рош", яка передбачає обертання твердого тіла та концентрацію маси в центрі зірки. Провал цієї моделі стає ще більш очевидним, якщо враховувати так званий ефект «затемнення сили тяжіння» - це неоднорідний розподіл температури на поверхні, який, безумовно, присутній на Ахернарі при такій сильній геометричній деформації.
Прогноз
Це нове вимірювання - прекрасний приклад того, що можливо з інтерферометром VLT вже на цьому етапі впровадження. Це добре підходить для майбутніх науково-дослідних проектів у цьому закладі.
Завдяки інтерферометричній техніці зараз відкриваються нові наукові поля, які в кінцевому підсумку дадуть набагато більш детальну інформацію про форми, поверхневі умови та внутрішню структуру зірок. І в не надто віддаленому майбутньому стане можливим виготовлення інтерферометричних зображень дисків Ахернара та інших зірок.
Оригінальне джерело: Новини ESO
