Obrazový kredit: ESO
Astronomové v Evropské jižní observatoři objevili hvězdu, která je extrémně plochá. Všechny rotující objekty v prostoru jsou díky své rotaci zploštěny; dokonce i naše Země je o 21 kilometrů širší než rovník-pól. Ale tato nová hvězda, nazvaná Achernar, je o 50% širší na svém rovníku než na svých pólech. Je zřejmé, že točí rychle, ale jeho tvar nezapadá do současných astrofyzikálních modelů. Měla by to být ztráta hmoty do vesmíru rychlostí, kterou to jde. Čas na nové modely.
K první aproximaci jsou planety a hvězdy kulaté. Pomysli na Zemi, na které žijeme. Pomysli na Slunce, nejbližší hvězdu a jak to vypadá na obloze.
Ale pokud o tom přemýšlíte více, uvědomíte si, že to není úplně pravda. Díky své denní rotaci je pevná Země mírně zploštělá („zploštělá“) - její rovníkový poloměr je asi o 21 km (0,3%) větší než polární. Hvězdy jsou obrovské plynné koule a některé z nich rotují poměrně rychle, mnohem rychleji než Země. To by samozřejmě způsobilo, že by se tyto hvězdy zploštěly. Ale jak plochý?
Nedávná pozorování pomocí interferonu VLT (VLTI) na observatoře ESO Paranal umožnila skupině astronomů [1] získat zdaleka nejpodrobnější pohled na obecný tvar rychle se otáčející horké hvězdy Achernar (Alpha Eridani), nejjasnější v jižní souhvězdí Eridanus (řeka).
Zjistí, že Achernar je mnohem plošší, než se očekávalo - jeho rovníkový poloměr je o více než 50% větší než polární! Jinými slovy, tato hvězda je tvarována velmi podobně jako známá hračka, která je tak oblíbená mezi malými dětmi.
Vysoký stupeň zploštění měřený pro Achernar - první v pozorovací astrofyzice - nyní představuje pro teoretickou astrofyziku bezprecedentní výzvu. Účinek nemůže být reprodukován běžnými modely hvězdných interiérů, pokud nejsou začleněny určité jevy, např. meridiální cirkulace na povrchu („toky sever-jih“) a nerovnoměrná rotace v různých hloubkách uvnitř hvězdy.
Jak ukazuje tento příklad, interferometrické techniky nakonec poskytnou velmi podrobné informace o tvarech, povrchových podmínkách a vnitřní struktuře hvězd.
VLTI pozorování Achernara
Pozorování s interferometrem VLT (VLTI) na Paranal Observatory pokračují dobře [2] a astronomové nyní začali využívat mnoho z těchto prvních měření pro vědecké účely.
Jeden velkolepý výsledek, právě oznámený, je založen na sérii pozorování jasné, jižní hvězdy Achernar (Alpha Eridani; název je odvozen od „Al Ahir al Nahr“ = „Konec řeky“), který byl proveden v září 11. a 12. listopadu 2002. Pro tato pozorování byly také použity dva 40 cm siderostatové testovací dalekohledy, které sloužily k získání „prvního světla“ pomocí interferometru VLT v březnu 2001. Byly umístěny na vybraných pozicích na pozorovací platformě VLT v horní části Paranalu, aby poskytovaly „křížovou“ konfiguraci se dvěma „základními liniemi“ 66 ma respektive 140 m, při 90? úhel, srov. PR Foto 15a / 03.
V pravidelných časových intervalech byly dva malé dalekohledy zaměřeny na Achernar a dva světelné paprsky byly nasměrovány do společného zaměření v testovacím přístroji VINCI v centrálně umístěné interferonové laboratoři VLT. Díky rotaci Země během pozorování bylo možné změřit úhlovou velikost hvězdy (jak je vidět na obloze) v různých směrech.
Profil Achernara
První pokus o měření geometrické deformace rychle se otáčející hvězdy byl proveden v roce 1974 pomocí interferonu Narrabri Intensity Interferometer (Austrálie) na jasné hvězdy Altair britským astronomem Hanburym Brownem. Avšak kvůli technickým omezením nebyla tato pozorování schopna rozhodnout mezi různými modely této hvězdy. V poslední době Gerard T. Van Belle a spolupracovníci pozorovali Altair pomocí interferometru Palomar Testbed Interferometer (PTI), který změřil svůj zdánlivý axiální poměr jako 1.140? 0,029 a kladení určitých omezení na vztah mezi rychlostí otáčení a hvězdným sklonem.
Achernar je hvězdou horkého typu B s hmotností 6krát vyšší než Slunce. Povrchová teplota je asi 20 000 ° C a je umístěna ve vzdálenosti 145 světelných let.
Zdánlivý profil Achernaru (PR Foto 15b / 03), založený na asi 20 000 VLTI interferogramech (v pásmu K při vlnové délce 2,2 um) s celkovou integrační dobou nad 20 hodin, ukazuje překvapivě vysoký axiální poměr 1,56? 0,05 [3]. To je zjevně výsledkem rychlé rotace Achernara.
Teoretické důsledky pozorování VLTI
Úhlová velikost Achernarova eliptického profilu, jak je uvedeno v PR Photo 15b / 03, je 0,00253? 0,00006 arcsec (hlavní osa) a 0,00162? 0,00001 arcsec (vedlejší osa) [4]. V uvedené vzdálenosti jsou odpovídající hvězdné poloměry rovny 12,0? 0,4 a 7,7? 0,2 slunečních poloměrů, resp. 8,4 a 5,4 milionu km. První hodnota je míra rovníkového poloměru hvězdy. Druhá je horní hodnota polárního poloměru - v závislosti na sklonu polární osy hvězdy k zorné čáře může být i menší.
Uvedený poměr mezi rovníkovými a polárními poloměry Achernaru představuje bezprecedentní výzvu pro teoretickou astrofyziku, zejména pokud jde o úbytek hmotnosti z povrchu zesílený rychlou rotací (odstředivý efekt) a také rozdělení vnitřního úhlového momentu (rychlost rotace při různé hloubky).
Astronomové docházejí k závěru, že Achernar se musí otáčet rychleji (a tedy blíže „kritické“ (rozbíjející se) rychlosti asi 300 km / s), než jak ukazují spektrální pozorování (asi 225 km / s od rozšíření spektra) linie) nebo musí narušit rotaci tuhého těla.
Pozorované zploštění nemůže být reprodukováno „Rocheho modelem“, který znamená rotaci tělesa a hmotnostní koncentraci ve středu hvězdy. Selhání tohoto modelu je ještě zřetelnější, pokud se vezme v úvahu tzv. Efekt „gravitačního ztmavnutí“ - jedná se o nerovnoměrné rozložení teploty na povrchu, které je na Achernaru rozhodně přítomno při tak silné geometrické deformaci.
Výhled
Toto nové měření poskytuje dobrý příklad toho, co je možné s interferometrem VLT již v této fázi implementace. Dobře se hodí pro budoucí výzkumné projekty v tomto zařízení.
Interferometrickou technikou se nyní otevírají nová výzkumná pole, která nakonec poskytnou mnohem podrobnější informace o tvarech, povrchových podmínkách a vnitřní struktuře hvězd. A v ne příliš vzdálené budoucnosti bude možné vytvářet interferometrické obrazy disků Achernarových a jiných hvězd.
Původní zdroj: ESO News Release
