Credit imagine: ESO
Astronomii cu Observatorul European din Sud au descoperit o stea extrem de plată Toate obiectele rotative din spațiu sunt aplatizate datorită rotației lor; chiar Pământul nostru este cu 21 de kilometri mai larg la ecuator decât este pol-la-pol. Dar această nouă stea, numită Achernar, este cu 50% mai largă la ecuatorul său decât la poli. Evident, se învârte repede, dar forma sa nu se încadrează în modelele astrofizice actuale. Ar trebui să-și piardă masa în spațiu la ritmul pe care îl urmează. Timp pentru unele modele noi.
La o primă aproximare, planetele și stelele sunt rotunde. Gândiți-vă la Pământul pe care trăim. Gândiți-vă la Soare, steaua cea mai apropiată și cum arată pe cer.
Dar dacă te gândești mai mult la asta, îți dai seama că acest lucru nu este complet adevărat. Datorită rotirii sale zilnice, Pământul solid este ușor aplatizat („oblate”) - raza sa ecuatorială este cu aproximativ 21 km (0,3%) mai mare decât cea polară. Stelele sunt enorme sfere gazoase și se știe că unele dintre ele se rotesc destul de repede, mult mai repede decât Pământul. În mod evident, astfel de stele vor fi aplatizate. Dar cât de plat?
Observații recente cu interferometrul VLT (VLTI) la Observatorul Paranal ESO au permis unui grup de astronomi [1] să obțină de departe cea mai detaliată vedere a formei generale a unei stele fierbinți cu rotire rapidă, Achernar (Alpha Eridani), cea mai strălucitoare din constelația de sud Eridanus (râul).
Ei descoperă că Achernar este mult mai plat decât se aștepta - raza sa ecuatorială este cu peste 50% mai mare decât cea polară! Cu alte cuvinte, această stea are o formă asemănătoare cu binecunoscuta jucărie de vârf de tors, atât de populară în rândul copiilor mici.
Gradul ridicat de aplatizare măsurat pentru Achernar - primul în astrofizica observațională - reprezintă acum o provocare fără precedent pentru astrofizica teoretică. Efectul nu poate fi reprodus de modele obișnuite de interioare stelare decât dacă sunt încorporate anumite fenomene, de ex. circulație meridională pe suprafață („fluxuri nord-sud”) și rotație neuniformă la adâncimi diferite în interiorul stelei.
După cum arată acest exemplu, tehnicile interferometrice vor oferi în cele din urmă informații foarte detaliate despre formele, condițiile de suprafață și structura interioară a stelelor.
Observații VLTI despre Achernar
Observațiile de testare cu interferometrul VLT (VLTI) de la Observatorul Paranal merg bine [2], iar astronomi au început să exploateze multe dintre aceste primele măsurători în scopuri științifice.
Un rezultat spectaculos, tocmai anunțat, se bazează pe o serie de observații despre steaua strălucitoare, sudică, Achernar (Alpha Eridani; numele este derivat de la „Al Ahir al Nahr” = „Sfârșitul râului”), efectuat între septembrie 11 și 12 noiembrie 2002. Pentru aceste observații au fost utilizate și cele două telescoape de testare a siderostatului de 40 cm care au servit pentru obținerea „primei lumini” cu interferometrul VLT în martie 2001. Au fost plasate în poziții selectate pe Platforma de observare a VLT din partea de sus a Paranal pentru a oferi o configurație „în formă de cruce”, cu două „linii de bază” de 66 m, respectiv 140 m, la 90? unghi, cf. PR PR 15a / 03.
La intervale de timp obișnuite, cele două mici telescoape au fost îndreptate către Achernar, iar cele două fascicule de lumină au fost direcționate către o focalizare comună în instrumentul de test VINCI din laboratorul interferometric VLT situat central. Datorită rotirii Pământului în timpul observațiilor, a fost posibilă măsurarea dimensiunii unghiulare a stelei (așa cum se vede pe cer) în direcții diferite.
Profilul Achernar
O primă încercare de măsurare a deformării geometrice a unei stele cu rotire rapidă a fost realizată în 1974 cu interferometrul Narrabri de intensitate (Australia) pe steaua strălucitoare Altair de către astronomul britanic Hanbury Brown. Cu toate acestea, din cauza limitărilor tehnice, acele observații nu au putut să decidă între diferite modele pentru această stea. Mai recent, Gerard T. Van Belle și colaboratorii au observat Altair cu interferometrul cu test Palomar (PTI), măsurând raportul axial aparent ca 1.140? 0.029 și plasând unele constrângeri asupra relației dintre viteza de rotație și înclinația stelară.
Achernar este o stea de tip B fierbinte, cu o masă de 6 ori mai mare decât cea a Soarelui. Temperatura suprafeței este de aproximativ 20.000? C și este situată la o distanță de 145 de ani-lumină.
Profilul aparent al Achernar (PR Foto 15b / 03), bazat pe aproximativ 20.000 de interferograme VLTI (în banda K la lungimea de undă 2,2 m) cu un timp de integrare total de peste 20 de ore, indică un raport axial surprinzător de mare de 1,56? 0,05 [3]. Acesta este, evident, rezultatul rotației rapide a Achernar.
Implicații teoretice ale observațiilor VLTI
Mărimea unghiulară a profilului eliptic al Achernar așa cum este indicat în PR Photo 15b / 03 este 0.00253? 0.00006 arcsec (axa majoră) și 0.00162? 0.00001 arcsec (axa minoră) [4], respectiv. La distanța indicată, razele stelare corespunzătoare sunt egale cu 12,0? 0,4 și 7,7? 0,2 raze solare, respectiv 8,4 și 5,4 milioane km. Prima valoare este o măsură a razei ecuatoriale a stelei. A doua este o valoare superioară pentru raza polară - în funcție de înclinarea axei polare a stelei către linia de vedere, poate fi chiar mai mică.
Raportul indicat între razele ecuatoriale și polare ale Achernar constituie o provocare fără precedent pentru astrofizica teoretică, în special în ceea ce privește pierderea de masă de la suprafață îmbunătățită de rotația rapidă (efectul centrifugal) și, de asemenea, distribuția momentului unghiular intern (viteza de rotație la adâncimi diferite).
Astronomii ajung la concluzia că Achernar trebuie să se rotească mai repede (și, prin urmare, să fie mai aproape de viteza „critică” (rupere) de aproximativ 300 km / sec) decât ceea ce arată observațiile spectrale (aproximativ 225 km / sec de la lărgirea spectrului) linii) sau trebuie să încalce rotația corpului rigid.
Aplatizarea observată nu poate fi reprodusă prin „modelul Roche” care implică rotirea corpului solid și concentrația de masă în centrul stelei. Eșecul acelui model este și mai evident dacă se ține cont de așa-numitul efect de „întunecare a gravitației” - aceasta este o distribuție neuniformă a temperaturii pe suprafață, care este cu siguranță prezentă pe Achernar sub o deformare geometrică atât de puternică.
perspectivă
Această nouă măsurare oferă un exemplu fin de ceea ce este posibil cu interferometrul VLT deja în acest stadiu de implementare. Acesta acceptă bine proiectele viitoare de cercetare din această unitate.
Odată cu tehnica interferometrică, acum se deschid noi domenii de cercetare, care vor oferi în cele din urmă informații mult mai detaliate despre formele, condițiile de suprafață și structura interioară a stelelor. Și într-un viitor nu prea îndepărtat, va deveni posibil să se producă imagini interferometrice ale discurilor Achernar și ale altor stele.
Sursa originală: Comunicat de știri ESO
