Kredit gambar: ESO
Ahli astronomi dengan Balai Cerap Eropah Selatan telah menemui bintang yang sangat rata. Semua benda berputar di angkasa diratakan kerana putarannya; malah Bumi kita 21 kilometer lebih luas di khatulistiwa daripada tiang ke tiang. Tetapi bintang baru ini, yang disebut Achernar, 50% lebih lebar di khatulistiwa daripada di kutubnya. Jelas berputar dengan cepat, tetapi bentuknya tidak sesuai dengan model astrofizik semasa. Seharusnya kehilangan massa ke angkasa pada kadar yang berlaku. Masa untuk beberapa model baru.
Untuk anggaran pertama, planet dan bintang berbentuk bulat. Fikirkan Bumi yang kita tinggali. Fikirkan Matahari, bintang terdekat, dan bagaimana ia kelihatan di langit.
Tetapi jika anda memikirkannya lebih lanjut, anda sedar bahawa ini tidak benar. Oleh kerana putaran hariannya, Bumi padat sedikit rata ("oblate") - radius khatulistiwa sekitar 21 km (0.3%) lebih besar daripada yang kutub. Bintang adalah sfera gas yang sangat besar dan beberapa di antaranya diketahui berputar dengan pantas, jauh lebih pantas daripada Bumi. Ini jelas akan menyebabkan bintang-bintang seperti itu menjadi rata. Tetapi bagaimana rata?
Pemerhatian terkini dengan VLT Interferometer (VLTI) di ESO Paranal Observatory telah membolehkan sekumpulan ahli astronomi [1] memperoleh pandangan yang paling terperinci mengenai bentuk umum bintang panas berputar pantas, Achernar (Alpha Eridani), paling terang di buruj selatan Eridanus (Sungai).
Mereka mendapati bahawa Achernar jauh lebih rata daripada yang dijangkakan - radius khatulistiwa lebih daripada 50% lebih besar daripada yang kutub! Dengan kata lain, bintang ini sangat mirip dengan mainan berputar terkenal, sangat popular di kalangan kanak-kanak kecil.
Tahap perataan yang tinggi yang diukur untuk Achernar - yang pertama dalam astrofizik pemerhatian - kini menimbulkan cabaran yang belum pernah terjadi sebelumnya untuk astrofizik teoritis. Kesannya tidak dapat dihasilkan semula oleh model dalaman dalaman yang luar biasa melainkan fenomena tertentu digabungkan, mis. peredaran meridional di permukaan ("aliran utara-selatan") dan putaran tidak seragam pada kedalaman yang berbeza di dalam bintang.
Seperti yang ditunjukkan oleh contoh ini, teknik interferometrik pada akhirnya akan memberikan maklumat yang sangat terperinci mengenai bentuk, keadaan permukaan dan struktur dalaman bintang.
Pemerhatian VLTI terhadap Achernar
Uji pemerhatian dengan VLT Interferometer (VLTI) di Balai Cerap Paranal berjalan dengan baik [2], dan para astronom kini telah mulai memanfaatkan banyak ukuran pertama ini untuk tujuan ilmiah.
Satu hasil yang luar biasa, yang baru saja diumumkan, didasarkan pada serangkaian pengamatan dari bintang selatan, Achernar yang terang (Alpha Eridani; namanya berasal dari "Al Ahir al Nahr" = "Akhir Sungai"), yang dilakukan antara bulan September 11 dan 12 November 2002. Dua teleskop ujian siderostat 40 cm yang berfungsi untuk mendapatkan "Cahaya Pertama" dengan Interferometer VLT pada bulan Mac 2001 juga digunakan untuk pemerhatian ini. Mereka ditempatkan pada posisi terpilih di Platform Pengamatan VLT di puncak Paranal untuk memberikan konfigurasi "berbentuk silang" dengan dua "garis dasar" masing-masing 66 m dan 140 m, pada 90? sudut, rujuk Foto PR 15a / 03.
Pada selang waktu biasa, kedua teleskop kecil itu dihalakan ke arah Achernar dan dua sinar itu diarahkan ke fokus bersama dalam instrumen ujian VINCI di Makmal Interferometrik VLT yang terletak di pusat. Oleh kerana putaran Bumi semasa pemerhatian, adalah mungkin untuk mengukur ukuran sudut bintang (seperti yang terlihat di langit) ke arah yang berbeza.
Profil Achernar
Percubaan pertama untuk mengukur ubah bentuk geometri bintang yang berputar cepat dilakukan pada tahun 1974 dengan Narrabri Intensity Interferometer (Australia) pada bintang Altair yang terang oleh ahli astronomi Britain, Hanbury Brown. Namun, kerana keterbatasan teknikal, pemerhatian tersebut tidak dapat memutuskan antara model yang berbeza untuk bintang ini. Baru-baru ini, Gerard T. Van Belle dan rakan-rakannya memerhatikan Altair dengan Palomar Testbed Interferometer (PTI), mengukur nisbah paksi jelasnya sebagai 1.140? 0.029 dan meletakkan beberapa kekangan pada hubungan antara halaju putaran dan kecenderungan bintang.
Achernar adalah bintang jenis B panas, dengan jisim 6 kali daripada Matahari. Suhu permukaan sekitar 20,000? C dan ia terletak pada jarak 145 tahun cahaya.
Profil jelas Achernar (Foto PR 15b / 03), berdasarkan kira-kira 20.000 interferogram VLTI (dalam jalur K pada panjang gelombang 2.2? M) dengan jumlah masa integrasi lebih dari 20 jam, menunjukkan nisbah paksi tinggi yang mengejutkan sebanyak 1.56? 0.05 [3]. Ini jelas merupakan hasil putaran cepat Achernar.
Implikasi teori dari pemerhatian VLTI
Ukuran sudut profil elips Achernar seperti yang ditunjukkan dalam Foto PR 15b / 03 ialah 0.00253? 0.00006 arcsec (paksi utama) dan 0.00162? 0.00001 arcsec (paksi kecil) [4], masing-masing. Pada jarak yang ditunjukkan, jejari bintang yang sepadan sama dengan 12.0? 0.4 dan 7.7? 0,2 jejari suria, atau 8,4 dan 5,4 juta km, masing-masing. Nilai pertama adalah ukuran jejari khatulistiwa bintang. Yang kedua adalah nilai atas untuk jari-jari kutub - bergantung pada kecenderungan paksi kutub bintang ke garis penglihatan, mungkin lebih kecil.
Nisbah yang ditunjukkan antara radiator khatulistiwa dan kutub Achernar merupakan cabaran yang belum pernah terjadi sebelumnya untuk astrofizik teoritis, khususnya mengenai kehilangan jisim dari permukaan yang ditingkatkan oleh putaran cepat (kesan sentrifugal) dan juga pengedaran momentum sudut dalaman (kecepatan putaran pada kedalaman berbeza).
Ahli astronomi menyimpulkan bahawa Achernar mesti berputar lebih cepat (dan dengan itu, lebih dekat dengan halaju (pecah) "kritikal" sekitar 300 km / saat) daripada apa yang ditunjukkan oleh pemerhatian spektrum (kira-kira 225 km / saat dari pelebaran spektrum garis) atau ia mesti melanggar putaran badan kaku.
Perataan yang diperhatikan tidak dapat ditiru oleh "model Roche" yang menyiratkan putaran badan padat dan kepekatan jisim di tengah bintang. Kegagalan model itu lebih jelas jika kesan yang disebut "kegelapan graviti" diambil kira - ini adalah taburan suhu yang tidak seragam di permukaan yang pasti terdapat di Achernar di bawah ubah bentuk geometri yang begitu kuat.
Prospek
Pengukuran baru ini memberikan contoh baik dari apa yang mungkin dilakukan dengan Interferometer VLT yang sudah ada pada tahap pelaksanaan ini. Ini memberi pertimbangan baik untuk projek penyelidikan masa depan di kemudahan ini.
Dengan teknik interferometrik, bidang penyelidikan baru kini dibuka yang akhirnya akan memberikan maklumat yang lebih terperinci mengenai bentuk, keadaan permukaan dan struktur dalaman bintang. Dan pada masa depan yang tidak terlalu jauh, menjadi mustahil untuk menghasilkan gambar interferometrik cakera Achernar dan bintang-bintang lain.
Sumber Asal: Siaran Berita ESO
