Кредит за изображение: ESO
Астрономите от Европейската южна обсерватория откриха звезда, която е изключително плоска Всички въртящи се обекти в пространството са изравнени поради въртенето им; дори нашата Земя е 21 километра по-широка в екватора, отколкото е полюс-полюс. Но тази нова звезда, наречена Ахернар, е с 50% по-широка в екватора си, отколкото на полюсите си. Очевидно се върти бързо, но формата му не се вписва в съвременните астрофизични модели. Тя трябва да губи маса в космоса със скоростта, която върви. Време е за някои нови модели.
До първо приближение планетите и звездите са кръгли. Помислете за Земята, на която живеем. Помислете за Слънцето, най-близката звезда и как изглежда в небето.
Но ако мислите повече за това, осъзнавате, че това не е напълно вярно. Поради ежедневното си въртене, плътната Земя е леко сплескана („прилична“) - екваториалният й радиус е с около 21 км (0,3%) по-голям от полярния. Звездите са огромни газообразни сфери и за някои от тях е известно, че се въртят доста бързо, много по-бързо от Земята. Това очевидно би довело до изравняване на такива звезди. Но колко плоска?
Последните наблюдения с VLT интерферометър (VLTI) в Паранална обсерватория ESO позволиха на група астрономи [1] да получат най-подробния изглед на общата форма на бързо въртяща се гореща звезда, Ахернар (Alpha Eridani), най-ярко в южното съзвездие Еридан (Реката).
Те откриват, че Ахернар е много по-плосък от очакваното - екваториалният му радиус е над 50% по-голям от полярния! С други думи, тази звезда е оформена много като добре познатата въртяща се играчка, толкова популярна сред малките деца.
Високата степен на изравняване, измерена за Ахернар - първи в наблюдателната астрофизика - сега представлява безпрецедентно предизвикателство за теоретичната астрофизика. Ефектът не може да бъде възпроизведен от обикновени модели на звездни интериори, освен ако не са включени определени явления, напр. меридионална циркулация на повърхността ("потоци север-юг") и неравномерно въртене на различни дълбочини вътре в звездата.
Както показва този пример, интерферометричните техники в крайна сметка ще предоставят много подробна информация за формите, повърхностните условия и вътрешната структура на звездите.
VLTI наблюдения на Achernar
Тестовите наблюдения с VLT интерферометър (VLTI) в Параналната обсерватория продължават добре [2], а астрономите вече започнаха да използват много от тези първи измервания за научни цели.
Един забележителен резултат, току-що обявен, се основава на поредица от наблюдения на ярката, южна звезда Ахернар (Алфа Еридани; името произлиза от „Al Ahir al Nahr“ = „Краят на реката“), проведени между септември 11 и 12 ноември 2002 г. За тези наблюдения са използвани и двата 40-сантиметрови телескопи за сидеростат, които през март 2001 г. са получили „Първа светлина“ с VLT интерферометър. Те бяха поставени на избрани позиции на платформата за наблюдение на VLT в горната част на Paranal, за да осигурят „кръстосана“ конфигурация с две „базови линии“ съответно 66 m и 140 m, на 90? ъгъл, вж. PR снимка 15a / 03.
На редовни интервали от време двата малки телескопа бяха насочени към Ахернар и двата светлинни лъча бяха насочени към общ фокус в тестовия инструмент VINCI в централно разположената VLT интерферометрична лаборатория. Поради въртенето на Земята по време на наблюденията беше възможно да се измери ъгловият размер на звездата (както се вижда на небето) в различни посоки.
Профилът на Achernar
Първият опит за измерване на геометричната деформация на бързо въртяща се звезда е направен през 1974 г. с помощта на Интерферометър Narrabri Intensity (Австралия) върху ярката звезда Altair от британския астроном Ханбъри Браун. Поради техническите ограничения, тези наблюдения не можаха да определят между различните модели за тази звезда. Съвсем наскоро Джерард Т. Ван Бел и неговите сътрудници наблюдаваха Алтаир с интерферометър Palomar Testbed (PTI), измервайки видимото му аксиално съотношение като 1,140? 0,029 и поставя някои ограничения върху връзката между скоростта на въртене и наклона на звездата.
Ахернар е звезда от горещия тип B, с маса 6 пъти по-голяма от тази на Слънцето. Температурата на повърхността е около 20 000 ° C и се намира на разстояние 145 светлинни години.
Привидният профил на Achernar (PR Photo 15b / 03), базиран на около 20 000 VLTI интерферограми (в K-диапазона при дължина на вълната 2,2 µm) с общо време на интегриране над 20 часа, показва изненадващо високо аксиално съотношение от 1,56? 0,05 [3]. Това очевидно е резултат от бързото въртене на Ахенар.
Теоретични последици от наблюденията на VLTI
Ъгловият размер на елиптичния профил на Ахенар, както е посочено в PR Photo 15b / 03, е 0,00253? 0,00006 arcsec (основна ос) и 0,00162? 0,00001 arcsec (малка ос) [4], съответно. На посоченото разстояние съответните звездни радиуси са равни на 12,0? 0,4 и 7,7? 0,2 слънчеви радиуса, или съответно 8,4 и 5,4 милиона км. Първата стойност е мярка на екваториалния радиус на звездата. Втората е горна стойност за полярния радиус - в зависимост от наклона на полярната ос на звездата към линията на зрение, тя може да бъде още по-малка.
Посоченото съотношение между екваториалния и полярния радиус на Ахернар представлява безпрецедентно предизвикателство за теоретичната астрофизика, по-специално по отношение на загубата на маса от повърхността, усилена от бързото въртене (центробежния ефект), а също и разпределението на вътрешния ъглов импулс (скоростта на въртене при различни дълбочини).
Астрономите заключават, че Ахернар трябва или да се върти по-бързо (и следователно по-близо до "критичната" (разрушаваща) скорост от около 300 км / сек), отколкото това, което показват спектралните наблюдения (около 225 км / сек от разширяването на спектъра линии) или трябва да нарушава въртенето на твърдо тяло.
Наблюдаваното сплескване не може да бъде възпроизведено от „модела Рош“, който предполага въртене на твърдо тяло и концентрация на маса в центъра на звездата. Неуспехът на този модел е още по-очевиден, ако се вземе предвид така нареченият ефект на „потъмняване на гравитацията“ - това е нееднакво разпределение на температурата по повърхността, което със сигурност присъства на Ахернар при такава силна геометрична деформация.
перспектива
Това ново измерване предоставя прекрасен пример за това, което е възможно с VLT интерферометър вече на този етап от внедряването. Той е добър за бъдещите изследователски проекти в това съоръжение.
С интерферометричната техника сега се отварят нови изследователски полета, които в крайна сметка ще предоставят много по-подробна информация за формите, повърхностните условия и вътрешната структура на звездите. И в не твърде далечно бъдеще ще стане възможно да се произвеждат интерферометрични изображения на дисковете на Ахернар и други звезди.
Оригинален източник: ESO News Release
