Kuvaluotto: ESO
Euroopan eteläisen observatorion kanssa tähtitieteilijät ovat löytäneet tähden, joka on erittäin tasainen. Kaikki avaruudessa olevat pyörivät esineet ovat litistyneet niiden pyörimisen vuoksi; jopa maapallomme on päiväntasaajalla 21 kilometriä leveämpi kuin se on napa-napainen. Mutta tämä uusi tähti, nimeltään Achernar, on päiväntasaajassaan 50% leveämpi kuin napoillaan. Ilmeisesti se pyörii nopeasti, mutta sen muoto ei sovi nykyisiin astrofysiikan malleihin. Sen pitäisi menettää massa avaruuteen vauhdillaan. Aika joillekin uusille malleille.
Ensimmäiseen likiarvoon planeetta ja tähti ovat pyöreät. Ajattele maata, jossa elämme. Ajattele aurinkoa, lähintä tähteä ja kuinka se näyttää taivaalla.
Mutta jos mietit sitä enemmän, huomaat, että tämä ei ole täysin totta. Päivittäisen pyörimisensä takia kiinteä maa on lievästi litistynyt (”rengas”) - sen päiväntasaajan säde on noin 21 km (0,3%) suurempi kuin napainen. Tähdet ovat valtavia kaasumaisia palloja, ja joidenkin niiden tiedetään pyörivän melko nopeasti, paljon nopeammin kuin maan. Tämä aiheuttaisi selvästi tällaiset tähdet litistyneiksi. Mutta kuinka tasainen?
ESO Paranal Observatoryn VLT-interferometrillä (VLTI) tehdyt äskettäiset havainnot ovat antaneet ryhmälle tähtitieteilijöitä [1] saada kaikkein yksityiskohtaisimman kuvan nopeasti pyörivän kuumatähden Achernarin (Alpha Eridani) yleisestä muodosta. kirkkain eteläisessä Eridanus-tähdistössä (joki).
He havaitsevat, että Achernar on paljon odovampi - sen päiväntasaavasäde on yli 50% suurempi kuin napainen! Toisin sanoen, tämä tähti on muotoiltu hyvin samanlaiseksi kuin tunnettu pyöräilevä lelu, joka on niin suosittu pienten lasten keskuudessa.
Achernarille mitattu korkea litistymisaste - ensimmäinen havainnollisessa astrofysiikassa - on nyt ennennäkemätön haaste teoreettiselle astrofysiikalle. Vaikutusta ei voida toistaa tavanomaisilla tähtien sisustusmalleilla, ellei tiettyjä ilmiöitä sisällytetä, esim. meridionaalinen kierto pinnalla (”pohjois-etelä-purot”) ja epätasainen kierto eri syvyyksillä tähden sisällä.
Kuten tämä esimerkki osoittaa, interferometriset tekniikat tarjoavat viime kädessä erittäin yksityiskohtaisia tietoja tähtiä koskevista muodoista, pintaolosuhteista ja sisärakenteesta.
Acherarin VLTI-havainnot
Testihavainnot Paranal-observatorion VLT-interferometrillä (VLTI) etenevät hyvin [2], ja tähtitieteilijät ovat nyt alkaneet hyödyntää monia näistä ensimmäisistä mittauksista tieteellisiin tarkoituksiin.
Yksi äskettäin ilmoitettu mahtava tulos perustuu kirkkaan eteläisen tähden Achernarin (Alpha Eridani; nimi on johdettu alk. Al Ahir al Nahr) = "joen pää" -havaintojen sarjaan, joka suoritettiin syyskuun välisenä aikana. 11. ja 12. marraskuuta 2002. Näitä havaintoja varten käytettiin myös kahta 40 cm: n sivupisteen kaukoputket, joita saatiin ”Ensimmäinen valo” VLT-interferometrillä maaliskuussa 2001. Ne sijoitettiin valittuihin paikkoihin VLT-tarkkailualustalla Paranalin yläosassa, jotta saadaan ”ristinmuotoinen” kokoonpano, jossa on kaksi ”perusviivaa”, vastaavasti 66 m ja 140 m, 90 °: n lämpötilassa? kulma, vrt. PR-kuva 15a / 03.
Säännöllisin väliajoin kaksi pientä kaukoputkea osoitettiin kohti Achernaria ja molemmat valonsäteet kohdistettiin yhteiseen tarkennukseen VINCI-testilaitteessa keskeisellä paikalla sijaitsevassa VLT-interferometrisessa laboratoriossa. Maan kiertämisen seurauksena havaintojen aikana oli mahdollista mitata tähden kulmakoko (taivaalla nähtynä) eri suuntiin.
Achernarin profiili
Ensimmäinen yritys mitata nopeasti pyörivän tähden geometrista muodonmuutosta tehtiin vuonna 1974 brittiläisen tähtitieteilijän Hanbury Brownin Narrabri Intensity Interferometrillä (Australia) kirkkaalla tähdellä Altairilla. Teknisten rajoitusten vuoksi nämä havainnot eivät kuitenkaan pystyneet päättämään tämän tähden eri malleista. Äskettäin Gerard T. Van Belle ja yhteistyökumppanit havaitsivat Altairin Palomar Testbed Interferometrillä (PTI) mittaamalla sen näennäisen aksiaalisuhteen 1.140? 0,029 ja asettamalla joitain rajoituksia pyörimisnopeuden ja tähtien kaltevuuden väliseen suhteeseen.
Achernar on kuuma B-tyypin tähti, jonka massa on 6-kertainen auringon massaan nähden. Pinnan lämpötila on noin 20 000 ° C ja se sijaitsee 145 valovuoden etäisyydellä.
Achernarin (PR Photo 15b / 03) näennäinen profiili, joka perustuu noin 20 000 VLTI-interferogrammiin (K-kaistalla aallonpituudella 2,2 um), joiden kokonaisintegraatioaika on yli 20 tuntia, osoittaa yllättävän korkean aksiaalisuhteen 1,56? 0,05 [3]. Tämä on selvästi seurausta Achernarin nopeasta rotaatiosta.
VLTI-havaintojen teoreettiset vaikutukset
Achernarin elliptisen profiilin kulmakoko, kuten PR Photo 15b / 03 osoittaa, on 0,00253? 0,00006 kaarisekuntia (pääakseli) ja 0,00162? 0,00001 kaarisekuntia (ala-akseli) [4]. Osoitetulla etäisyydellä vastaavat tähtien säteet ovat yhtä suuret kuin 12,0? 0,4 ja 7,7? 0,2 aurinkosätettä, vastaavasti 8,4 ja 5,4 miljoonaa km. Ensimmäinen arvo on tähden ekvatoriaalisen säteen mitta. Toinen on polaarisen säteen yläarvo - riippuen tähden napa-akselin kallistumisesta näkölinjaan, se voi hyvinkin olla pienempi.
Achernarin päiväntasaajan ja polaarisen säteen välinen suhde muodostaa ennennäkemättömän haasteen teoreettiselle astrofysiikalle, etenkin koskien nopean pyörimisen lisäämää massahäviötä pinnalta (keskipakoisvaikutus) ja myös sisäisen kulman momentin jakautumista (pyörimisnopeus eri syvyydet).
Astronomit päättelevät, että Achernarin on joko pyöritettävä nopeammin (ja siten lähempänä ”kriittistä” (hajoamisnopeutta) noin 300 km / s) kuin mitä spektrin havainnot osoittavat (noin 225 km / s spektrin laajenemisesta) linjat) tai sen on rikkova jäykän rungon kiertoa.
Havaittua litistymistä ei voida toistaa ”Roche-mallissa”, joka edellyttää kiinteän kehon kiertoa ja massan keskittymistä tähden keskelle. Tämän mallin epäonnistuminen on vielä ilmeisempi, jos otetaan huomioon ns. ”Painovoiman tummeneminen” vaikutus - tämä on epätasainen lämpötilan jakautuminen pinnalla, joka on varmasti läsnä Achernarilla niin voimakkaan geometrisen muodonmuutoksen alla.
Näkymät
Tämä uusi mittaus on hieno esimerkki siitä, mikä on mahdollista VLT-interferometrillä jo tässä toteutusvaiheessa. Se on hyvä tulevien tutkimushankkeiden kannalta tässä laitoksessa.
Interferometrisen tekniikan avulla uusia tutkimuskenttiä on nyt avattu, mikä antaa viime kädessä paljon yksityiskohtaisempaa tietoa tähtiä koskevista muodoista, pintaolosuhteista ja sisärakenteesta. Ja aivan liian kaukana tulevaisuudessa on mahdollista tuottaa interferometrisiä kuvia Achernarin ja muiden tähtijen levyistä.
Alkuperäinen lähde: ESO-lehdistötiedote
