Πιστωτική εικόνα: ESO
Οι αστρονόμοι με το Ευρωπαϊκό Νότιο Παρατηρητήριο ανακάλυψαν ένα αστέρι που είναι εξαιρετικά επίπεδο. Όλα τα περιστρεφόμενα αντικείμενα στο διάστημα είναι ισοπεδωμένα λόγω της περιστροφής τους. Ακόμα και η Γη μας είναι 21 χιλιόμετρα πλάτος στον ισημερινό από ότι είναι πόλος σε πόλο. Αλλά αυτό το νέο αστέρι, που ονομάζεται Achernar, είναι 50% ευρύτερο στον ισημερινό από ό, τι στους πόλους του. Προφανώς περιστρέφεται γρήγορα, αλλά το σχήμα του δεν ταιριάζει στα τρέχοντα μοντέλα αστροφυσικής. Πρέπει να χάνει τη μάζα στο διάστημα με τον ρυθμό που πηγαίνει. Ώρα για μερικά νέα μοντέλα.
Σε μια πρώτη προσέγγιση, οι πλανήτες και τα αστέρια είναι στρογγυλά. Σκεφτείτε τη Γη στην οποία ζούμε. Σκεφτείτε τον Ήλιο, το κοντινότερο αστέρι, και πώς φαίνεται στον ουρανό.
Αλλά αν το σκεφτείτε περισσότερο, συνειδητοποιείτε ότι αυτό δεν είναι απολύτως αλήθεια. Λόγω της καθημερινής περιστροφής της, η στερεά Γη είναι ελαφρώς πεπλατυσμένη («περιφέρεια») - η ακτίνα του ισημερινού της είναι περίπου 21 km (0,3%) μεγαλύτερη από την πολική. Τα αστέρια είναι τεράστιες αέριες σφαίρες και μερικά από αυτά είναι γνωστό ότι περιστρέφονται αρκετά γρήγορα, πολύ πιο γρήγορα από τη Γη. Αυτό θα προκαλούσε προφανώς ισοπέδωση τέτοιων αστεριών. Αλλά πόσο επίπεδο;
Πρόσφατες παρατηρήσεις με το VLT Interferometer (VLTI) στο Παρατηρητήριο του ESO Paranal επέτρεψαν σε μια ομάδα αστρονόμων [1] να αποκτήσει μακράν την πιο λεπτομερή εικόνα του γενικού σχήματος ενός καυτού αστέρι με γρήγορη περιστροφή, του Achernar (Alpha Eridani), του λαμπρότερος στον νότιο αστερισμό Eridanus (Ο ποταμός).
Διαπιστώνουν ότι το Achernar είναι πολύ πιο επίπεδο από το αναμενόμενο - η ακτίνα του ισημερινού είναι μεγαλύτερη από 50% μεγαλύτερη από την πολική! Με άλλα λόγια, αυτό το αστέρι διαμορφώνεται πολύ σαν το γνωστό παιχνίδι περιστροφής, τόσο δημοφιλές μεταξύ των μικρών παιδιών.
Ο υψηλός βαθμός ισοπέδωσης που μετρήθηκε για τον Achernar - ένας πρώτος στην αστροφυσική παρατήρησης - αποτελεί τώρα μια άνευ προηγουμένου πρόκληση για τη θεωρητική αστροφυσική. Το αποτέλεσμα δεν μπορεί να αναπαραχθεί από κοινά μοντέλα αστρικών εσωτερικών χώρων εκτός εάν έχουν ενσωματωθεί ορισμένα φαινόμενα, π.χ. μεσημβρινή κυκλοφορία στην επιφάνεια («ροές Βορρά-Νότου») και μη ομοιόμορφη περιστροφή σε διαφορετικά βάθη μέσα στο αστέρι.
Όπως δείχνει αυτό το παράδειγμα, οι ενδομετρικές τεχνικές τελικά θα παρέχουν πολύ λεπτομερείς πληροφορίες σχετικά με τα σχήματα, τις επιφανειακές συνθήκες και την εσωτερική δομή των αστεριών.
VLTI παρατηρήσεις του Achernar
Οι παρατηρήσεις δοκιμής με το VLT Interferometer (VLTI) στο Παρατηρητήριο Paranal προχωρούν καλά [2] και οι αστρονόμοι έχουν πλέον αρχίσει να εκμεταλλεύονται πολλές από αυτές τις πρώτες μετρήσεις για επιστημονικούς σκοπούς.
Ένα θεαματικό αποτέλεσμα, που μόλις ανακοινώθηκε, βασίζεται σε μια σειρά παρατηρήσεων του φωτεινού, νότιου αστεριού Αχέρναρ (Άλφα Εριδάνη, το όνομα προέρχεται από το "Al Ahir al Nahr" = "Το τέλος του ποταμού"), που πραγματοποιήθηκε μεταξύ Σεπτεμβρίου 11 και 12 Νοεμβρίου 2002. Τα δύο τηλεσκόπια δοκιμής siderostat 40 cm που χρησίμευσαν για τη λήψη του «First Light» με το VLT Interferometer τον Μάρτιο του 2001 χρησιμοποιήθηκαν επίσης για αυτές τις παρατηρήσεις. Τοποθετήθηκαν σε επιλεγμένες θέσεις στην πλατφόρμα παρατήρησης VLT στην κορυφή του Paranal για να παρέχουν μια διαμόρφωση "σταυρού" με δύο "γραμμές βάσης" 66 m και 140 m, αντίστοιχα, στα 90; γωνία, βλ. PR φωτογραφία 15a / 03.
Σε τακτά χρονικά διαστήματα, τα δύο μικρά τηλεσκόπια στράφηκαν προς το Achernar και οι δύο φωτεινές ακτίνες κατευθύνθηκαν σε μια κοινή εστία στο όργανο δοκιμών VINCI στο κεντρικό τοποθετημένο VLT Interferometric Laboratory. Λόγω της περιστροφής της Γης κατά τη διάρκεια των παρατηρήσεων, ήταν δυνατό να μετρηθεί το γωνιακό μέγεθος του αστεριού (όπως φαίνεται στον ουρανό) σε διαφορετικές κατευθύνσεις.
Το προφίλ του Achernar
Μια πρώτη προσπάθεια μέτρησης της γεωμετρικής παραμόρφωσης ενός ταχέως περιστρεφόμενου άστρου πραγματοποιήθηκε το 1974 με το Narrabri Intensity Interferometer (Australia) στο φωτεινό αστέρι Altair από τον Βρετανό αστρονόμο Hanbury Brown. Ωστόσο, λόγω τεχνικών περιορισμών, αυτές οι παρατηρήσεις δεν μπόρεσαν να αποφασίσουν μεταξύ διαφορετικών μοντέλων για αυτό το αστέρι. Πιο πρόσφατα, ο Gerard T. Van Belle και οι συνεργάτες του παρατήρησαν τον Altair με το Palomar Testbed Interferometer (PTI), μετρώντας τον φαινομενικό αξονικό λόγο του ως 1.140; 0,029 και θέτοντας κάποιους περιορισμούς στη σχέση μεταξύ της ταχύτητας περιστροφής και της αστρικής κλίσης.
Το Achernar είναι ένα αστέρι του καυτού τύπου Β, με μάζα 6 φορές μεγαλύτερη από αυτήν του Ήλιου. Η θερμοκρασία της επιφάνειας είναι περίπου 20.000 ° C και βρίσκεται σε απόσταση 145 ετών φωτός.
Το φαινόμενο προφίλ του Achernar (PR Photo 15b / 03), βασισμένο σε περίπου 20.000 VLTI interferograms (στη ζώνη Κ σε μήκος κύματος 2,2? M) με συνολικό χρόνο ολοκλήρωσης άνω των 20 ωρών, δείχνει μια εκπληκτικά υψηλή αξονική αναλογία 1,56? 0,05 [3]. Αυτό είναι προφανώς αποτέλεσμα της ταχείας περιστροφής του Achernar.
Θεωρητικές επιπτώσεις των παρατηρήσεων VLTI
Το γωνιακό μέγεθος του ελλειπτικού προφίλ του Achernar όπως υποδεικνύεται στη φωτογραφία PR 15b / 03 είναι 0,00253; 0,00006 arcsec (κύριος άξονας) και 0,00162; 0,00001 arcsec (δευτερεύων άξονας) [4], αντίστοιχα. Στην υποδεικνυόμενη απόσταση, οι αντίστοιχες αστρικές ακτίνες είναι ίσες με 12,0? 0,4 και 7,7; 0,2 ηλιακές ακτίνες, ή 8,4 και 5,4 εκατομμύρια km, αντίστοιχα. Η πρώτη τιμή είναι ένα μέτρο της ισημερινής ακτίνας του αστεριού. Το δεύτερο είναι μια ανώτερη τιμή για την πολική ακτίνα - ανάλογα με την κλίση του πολικού άξονα του αστεριού στην οπτική γωνία, μπορεί να είναι ακόμη μικρότερο.
Η αναφερόμενη αναλογία μεταξύ της ισημερινής και πολικής ακτίνας του Achernar αποτελεί μια άνευ προηγουμένου πρόκληση για τη θεωρητική αστροφυσική, ιδίως όσον αφορά την απώλεια μάζας από την επιφάνεια που ενισχύεται από την ταχεία περιστροφή (το φυγοκεντρικό αποτέλεσμα) και επίσης την κατανομή της εσωτερικής γωνιακής ορμής (η ταχύτητα περιστροφής στο διαφορετικά βάθη).
Οι αστρονόμοι καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι το Achernar πρέπει είτε να περιστραφεί γρηγορότερα (και ως εκ τούτου, πιο κοντά στην «κρίσιμη» ταχύτητα (διάσπαση) περίπου 300 km / sec) από αυτό που δείχνουν οι φασματικές παρατηρήσεις (περίπου 225 km / sec από τη διεύρυνση του φάσματος) γραμμές) ή πρέπει να παραβιάζει την άκαμπτη περιστροφή του σώματος.
Η παρατηρούμενη ισοπέδωση δεν μπορεί να αναπαραχθεί από το «μοντέλο Roche» που συνεπάγεται περιστροφή στερεού σώματος και συγκέντρωση μάζας στο κέντρο του αστεριού. Η αποτυχία αυτού του μοντέλου είναι ακόμη πιο εμφανής αν ληφθεί υπόψη το λεγόμενο φαινόμενο «σκουρόχρωμα βαρύτητας» - πρόκειται για μια μη ομοιόμορφη κατανομή θερμοκρασίας στην επιφάνεια που είναι σίγουρα παρούσα στο Achernar υπό τόσο έντονη γεωμετρική παραμόρφωση.
Αποψη
Αυτή η νέα μέτρηση παρέχει ένα καλό παράδειγμα του τι είναι δυνατό με το VLT Interferometer ήδη σε αυτό το στάδιο εφαρμογής. Είναι καλό για τα μελλοντικά ερευνητικά έργα σε αυτήν την εγκατάσταση.
Με την ενδομετρική τεχνική, ανοίγονται τώρα νέα ερευνητικά πεδία τα οποία τελικά θα παρέχουν πολύ πιο λεπτομερείς πληροφορίες σχετικά με τα σχήματα, τις επιφανειακές συνθήκες και την εσωτερική δομή των αστεριών. Και σε ένα όχι πολύ μακρινό μέλλον, θα καταστεί δυνατή η παραγωγή ενδομετρικών εικόνων των δίσκων του Achernar και άλλων αστεριών.
Πρωτότυπη πηγή: Δελτίο ειδήσεων ESO
