Изображение предоставлено: ESO
Астрономы из Европейской Южной Обсерватории обнаружили звезду, которая является чрезвычайно плоской. Все вращающиеся объекты в космосе сплющены из-за их вращения; даже наша Земля на экваторе на 21 километр шире, чем от полюса к полюсу. Но эта новая звезда, называемая Ахернар, на экваторе на 50% шире, чем на полюсах. Очевидно, что он вращается быстро, но его форма не вписывается в современные модели астрофизики. Он должен терять массу в космос со скоростью, с которой он движется. Время для некоторых новых моделей.
В первом приближении планеты и звезды круглые. Подумайте о Земле, на которой мы живем. Подумайте о Солнце, ближайшей звезде и о том, как она выглядит на небе.
Но если вы думаете об этом больше, вы понимаете, что это не совсем так. Из-за своего ежедневного вращения твердая Земля слегка сплюснута («сплюснута») - ее экваториальный радиус примерно на 21 км (0,3%) больше, чем полярный. Звезды - это огромные газообразные сферы, и некоторые из них, как известно, вращаются довольно быстро, намного быстрее, чем Земля. Это, очевидно, приведет к тому, что такие звезды станут плоскими. Но как плоско?
Недавние наблюдения с помощью интерферометра VLT (VLTI) в Обсерватории ESO Paranal позволили группе астрономов [1] получить наиболее детальное представление об общей форме быстро вращающейся горячей звезды, Achernar (Alpha Eridani), Самый яркий в южном созвездии Эридан (Река).
Они обнаружили, что Ахернар намного более плоский, чем ожидалось - его экваториальный радиус более чем на 50% больше, чем полярный! Другими словами, эта звезда очень похожа на известную игрушку с волчком, столь популярную среди маленьких детей.
Высокая степень сплющивания, измеренная для Ахернара - первого в наблюдательной астрофизике - теперь представляет собой беспрецедентную проблему для теоретической астрофизики. Эффект не может быть воспроизведен общими моделями звездных интерьеров, если не включены определенные явления, например меридиональная циркуляция на поверхности («потоки север-юг») и неравномерное вращение на разных глубинах внутри звезды.
Как показывает этот пример, интерферометрические методы в конечном итоге предоставят очень подробную информацию о формах, условиях поверхности и внутренней структуре звезд.
ВЛТИ наблюдения за Ахернаром
Контрольные наблюдения с помощью интерферометра VLT (VLTI) в Обсерватории Паранал проходят хорошо [2], и теперь астрономы начали использовать многие из этих первых измерений в научных целях.
Один впечатляющий результат, только что объявленный, основан на серии наблюдений яркой южной звезды Ахернар (Альфа Эридани; название происходит от «Аль-Ахир аль-Нахр» = «Конец реки»), проведенной в период с сентября 11 и 12 ноября 2002 года. Для этих наблюдений также использовались два 40-сантиметровых тестовых телескопа сидеростата, которые служили для получения «Первого света» с помощью интерферометра VLT в марте 2001 года. Они были размещены в выбранных местах на наблюдательной платформе VLT в верхней части Паранала, чтобы обеспечить «крестообразную» конфигурацию с двумя «базовыми линиями» - 66 м и 140 м, соответственно, при 90 °. угол, ср. PR Фото 15а / 03.
Через регулярные промежутки времени два небольших телескопа были направлены в сторону Ахернара, а два световых луча были направлены на общий фокус в измерительном приборе VINCI в расположенной в центре интерферометрической лаборатории VLT. Благодаря вращению Земли во время наблюдений стало возможным измерять угловой размер звезды (как видно на небе) в разных направлениях.
Профиль пользователя Achernar
Первая попытка измерить геометрическую деформацию быстро вращающейся звезды была предпринята в 1974 году с помощью интерферометра интенсивности Наррабри (Австралия) на яркой звезде Альтаир британским астрономом Ханбери Брауном. Однако из-за технических ограничений эти наблюдения не смогли сделать выбор между разными моделями этой звезды. Совсем недавно Жерар Т. Ван Бель и его коллеги наблюдали за Альтаиром с помощью интерферометра Palomar Testbed (PTI), измеряя его кажущееся осевое отношение как 1,140? 0,029 и накладывая некоторые ограничения на связь между скоростью вращения и наклоном звезды.
Ахернар - звезда горячего В-типа, масса которой в 6 раз больше массы Солнца. Температура поверхности составляет около 20000 ° С, и она находится на расстоянии 145 световых лет.
Видимый профиль Achernar (PR Photo 15b / 03), основанный на приблизительно 20000 интерферограммах VLTI (в K-диапазоне на длине волны 2,2 мкм) с общим временем интегрирования более 20 часов, указывает на удивительно высокое отношение осей 1,56? 0,05 [3]. Это, очевидно, результат быстрого вращения Ахернара.
Теоретические последствия наблюдений VLTI
Угловой размер эллиптического профиля Ахернара, как указано в PR Photo 15b / 03, составляет 0,00253? 0,00006 угловых секунд (большая ось) и 0,00162? 0,00001 угловых секунды (малая ось) [4] соответственно. На указанном расстоянии соответствующие звездные радиусы равны 12,0? 0,4 и 7,7? 0,2 солнечного радиуса, или 8,4 и 5,4 млн. Км соответственно. Первое значение является мерой экваториального радиуса звезды. Второе - это верхнее значение для полярного радиуса - в зависимости от наклона полярной оси звезды к линии обзора, оно может быть даже меньше.
Указанное соотношение между экваториальным и полярным радиусами Ахернара представляет собой беспрецедентную проблему для теоретической астрофизики, в частности в отношении потери массы с поверхности, вызванной быстрым вращением (центробежный эффект), а также распределением внутреннего углового момента (скорости вращения при разной глубины).
Астрономы пришли к выводу, что Ахернар должен либо вращаться быстрее (и, следовательно, ближе к «критической» (скорости развала) скорости около 300 км / с), чем показывают спектральные наблюдения (около 225 км / с из-за расширения спектрального диапазона). линии) или это должно нарушать вращение твердого тела.
Наблюдаемое уплощение не может быть воспроизведено «моделью Роша», которая подразумевает вращение твердого тела и концентрацию массы в центре звезды. Неудача этой модели становится еще более очевидной, если принять во внимание так называемый эффект «затемнения под действием силы тяжести» - это неравномерное распределение температуры на поверхности, которое, безусловно, присутствует на Ахернаре при такой сильной геометрической деформации.
прогноз
Это новое измерение представляет собой прекрасный пример того, что возможно с интерферометром VLT уже на этом этапе внедрения. Это предвещает хорошие перспективы для будущих исследовательских проектов на этом объекте.
С помощью интерферометрической техники открываются новые области исследований, которые в конечном итоге предоставят гораздо более подробную информацию о формах, условиях поверхности и внутренней структуре звезд. И в недалеком будущем станет возможным получение интерферометрических изображений дисков Ахернара и других звезд.
Источник: ESO News Release
