เครดิตรูปภาพ: ESO
นักดาราศาสตร์ที่มีหอดูดาวยุโรปใต้ค้นพบดาวฤกษ์ที่แบนราบสุด ๆ วัตถุที่หมุนรอบตัวทั้งหมดในอวกาศนั้นแบนเนื่องจากการหมุนรอบตัว แม้แต่โลกของเราก็กว้าง 21 กิโลเมตรที่เส้นศูนย์สูตรมากกว่าที่จะเป็นขั้วต่อขั้ว แต่ดาวดวงใหม่นี้เรียกว่า Achernar นั้นกว้างกว่าเส้นศูนย์สูตรของโลกถึง 50% เห็นได้ชัดว่ามันหมุนอย่างรวดเร็ว แต่รูปร่างของมันไม่สอดคล้องกับแบบจำลองฟิสิกส์ดาราศาสตร์ปัจจุบัน มันควรจะสูญเสียมวลไปในอวกาศในอัตราที่มันกำลังเกิดขึ้น ถึงเวลาสำหรับรถรุ่นใหม่บางรุ่น
สำหรับการประมาณแรกดาวเคราะห์และดาวฤกษ์อยู่รอบ คิดถึงโลกที่เราอาศัยอยู่ ลองนึกถึงดวงอาทิตย์ดาวที่ใกล้ที่สุดและลักษณะของมันบนท้องฟ้า
แต่ถ้าคุณคิดเพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้คุณจะรู้ว่านี่ไม่เป็นความจริงอย่างสมบูรณ์ เนื่องจากการหมุนทุกวันโลกที่เป็นของแข็งจะแบนเล็กน้อย ("oblate") - รัศมีเส้นศูนย์สูตรของมันมีขนาดใหญ่กว่า 21 กิโลเมตร (0.3%) เส้นศูนย์สูตร ดาวฤกษ์เป็นทรงกลมก๊าซขนาดมหึมาและบางแห่งเป็นที่รู้จักในการหมุนค่อนข้างเร็วเร็วกว่าโลกมาก นี่จะทำให้ดาวเหล่านั้นแบน แต่จะแบนแค่ไหน?
การสำรวจล่าสุดกับ VLT Interferometer (VLTI) ที่ ESO Paranal Observatory ทำให้กลุ่มนักดาราศาสตร์ [1] ได้รับมุมมองที่ละเอียดที่สุดของรูปร่างทั่วไปของดาวฤกษ์ร้อนที่หมุนเร็ว Achernar (Alpha Eridani) สว่างที่สุดในกลุ่มดาว Eridanus ใต้ (แม่น้ำ)
พวกเขาพบว่า Achernar นั้นราบเรียบกว่าที่คาดไว้ - รัศมีเส้นศูนย์สูตรของมันใหญ่กว่าของขั้วมากกว่า 50%! กล่าวอีกนัยหนึ่งดาวฤกษ์นี้มีรูปร่างคล้ายของเล่นหมุนที่รู้จักกันดีซึ่งเป็นที่นิยมในหมู่เด็กเล็ก
ระดับของการแบนราบสูงที่วัดได้สำหรับ Achernar - เป็นครั้งแรกในดาราศาสตร์ฟิสิกส์เชิงสังเกตการณ์ - ตอนนี้เป็นการท้าทายที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อนสำหรับฟิสิกส์ดาราศาสตร์เชิงทฤษฎี ไม่สามารถสร้างเอฟเฟ็กต์ซ้ำได้โดยโมเดลทั่วไปของการตกแต่งภายในของตัวเอกยกเว้นว่ามีการรวมปรากฏการณ์บางอย่างไว้เช่น การไหลเวียนของ meridional บนพื้นผิว (“ ลำธารเหนือ - ใต้”) และการหมุนแบบไม่สม่ำเสมอที่ระดับความลึกต่างกันภายในดาว
ดังตัวอย่างนี้แสดงให้เห็นว่าเทคนิคการแทรกสอดในท้ายที่สุดจะให้ข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับรูปร่างสภาพผิวและโครงสร้างภายในของดาว
การสังเกต VLTI ของ Achernar
การทดสอบการสังเกตด้วย VLT Interferometer (VLTI) ที่หอสังเกตการณ์ Paranal ดำเนินไปด้วยดี [2] และนักดาราศาสตร์เริ่มใช้ประโยชน์จากการวัดครั้งแรกเหล่านี้มากมายเพื่อจุดประสงค์ทางวิทยาศาสตร์
ผลลัพธ์ที่น่าตื่นตาเพียงอย่างเดียวเพิ่งประกาศขึ้นอยู่กับการสังเกตดาว Achernar ทางใต้ที่สว่างสดใส (Alpha Eridani ชื่อนี้ได้มาจาก "Al Ahir al Nahr" = "จุดสิ้นสุดของแม่น้ำ") ดำเนินการระหว่างเดือนกันยายน 11 และ 12 พฤศจิกายน 2545 กล้องทดสอบ siderostat ขนาด 40 ซม. สองตัวที่ทำหน้าที่รับ "แสงแรก" ด้วย VLT Interferometer ในเดือนมีนาคม 2544 ก็ถูกใช้สำหรับการสำรวจเหล่านี้เช่นกัน พวกเขาอยู่ในตำแหน่งที่เลือกบน VLT Observing Platform ที่ด้านบนของ Paranal เพื่อจัดทำ "cross-Shaped" ที่มี "baselines" สองแห่งที่ 66 m และ 140 m ตามลำดับที่ 90? มุม, cf ประชาสัมพันธ์รูปภาพ 15a / 03
ในช่วงเวลาปกติกล้องโทรทรรศน์ขนาดเล็กสองตัวนั้นถูกชี้ไปที่ Achernar และลำแสงทั้งสองนั้นถูกนำไปยังจุดสนใจร่วมในเครื่องมือทดสอบ VINCI ในห้องปฏิบัติการ VLT Interferometric ที่ตั้งอยู่ใจกลางเมือง เนื่องจากการหมุนของโลกในระหว่างการสำรวจมันเป็นไปได้ที่จะวัดขนาดเชิงมุมของดาว (เท่าที่เห็นในท้องฟ้า) ในทิศทางที่แตกต่างกัน
โปรไฟล์ของ Achernar
ความพยายามครั้งแรกในการวัดการเสียรูปทรงเรขาคณิตของดาวฤกษ์ที่หมุนเร็วนั้นถูกนำมาใช้ในปี 1974 ด้วย Narrabri Intensity Interferometer (ออสเตรเลีย) บนดาวสว่าง Altair โดยนักดาราศาสตร์ชาวอังกฤษ Hanbury Brown อย่างไรก็ตามเนื่องจากข้อ จำกัด ทางเทคนิคการสำรวจเหล่านั้นจึงไม่สามารถตัดสินใจระหว่างแบบจำลองต่างๆสำหรับดาวดวงนี้ได้ เมื่อเร็ว ๆ นี้เจอราร์ดทีแวนเบลล์และผู้ทำงานร่วมกันสังเกตเห็น Altair กับ Palomar Testbed Interferometer (PTI) โดยวัดอัตราส่วนตามแนวแกนที่ชัดเจนเป็น 1.140? 0.029 และวางข้อ จำกัด บางอย่างกับความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วในการหมุนและการเอียงของดาวฤกษ์
Achernar เป็นดาวฤกษ์ประเภท B ที่มีมวล 6 เท่าของดวงอาทิตย์ อุณหภูมิพื้นผิวประมาณ 20,000 ° C และตั้งอยู่ที่ระยะทาง 145 ปีแสง
รายละเอียดที่ชัดเจนของ Achernar (PR Photo 15b / 03) ขึ้นอยู่กับ interferograms VLTI ประมาณ 20,000 (ใน K-band ที่ความยาวคลื่น 2.2? m) ด้วยเวลารวมกันมากกว่า 20 ชั่วโมงแสดงให้เห็นว่าอัตราส่วนแกนที่สูงอย่างน่าประหลาดใจที่ 1.56? 0.05 [3] นี่เป็นผลมาจากการหมุนอย่างรวดเร็วของ Achernar
ความหมายเชิงทฤษฎีของการสังเกต VLTI
ขนาดเชิงมุมของโปรไฟล์รูปไข่ของ Achernar ตามที่ระบุใน PR Photo 15b / 03 คือ 0.00253? 0.00006 arcsec (แกนหลัก) และ 0.00162? 0.00001 arcsec (แกนรอง) [4] ตามลำดับ ที่ระยะทางที่ระบุรัศมีดวงดาวที่สอดคล้องกันมีค่าเท่ากับ 12.0? 0.4 และ 7.7? 0.2 รัศมีดวงอาทิตย์หรือ 8.4 และ 5.4 ล้านกิโลเมตรตามลำดับ ค่าแรกคือการวัดรัศมีของเส้นศูนย์สูตรของดาว อย่างที่สองคือค่าสูงสุดสำหรับรัศมีขั้วโลก - ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความเอียงของแกนขั้วโลกของดาวไปยังแนวสายตาซึ่งอาจมีขนาดเล็กลง
อัตราส่วนที่ระบุระหว่างรัศมีเส้นศูนย์สูตรและขั้วโลกของ Achernar ถือเป็นความท้าทายที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อนสำหรับทฤษฎีดาราศาสตร์ฟิสิกส์โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่เกี่ยวข้องกับการสูญเสียมวลจากพื้นผิวที่เพิ่มขึ้นจากการหมุนอย่างรวดเร็ว (แรงเหวี่ยงหมุน) ความลึกที่แตกต่างกัน)
นักดาราศาสตร์สรุปว่า Achernar จะต้องหมุนเร็วขึ้น (และด้วยเหตุนี้ยิ่งใกล้กับ "วิกฤติ" (break-up) ความเร็วประมาณ 300 กม. / วินาที) กว่าที่การสังเกตสเปกตรัมแสดง (ประมาณ 225 กม. / วินาทีจากการขยับขยายของสเปกตรัม บรรทัด) หรือจะต้องละเมิดการหมุนของตัวถัง
การทำให้แบนราบที่สังเกตไม่สามารถทำซ้ำได้โดย "แบบจำลอง Roche" ซึ่งหมายถึงการหมุนของวัตถุและความเข้มข้นของมวลสารที่ใจกลางดาว ความล้มเหลวของแบบจำลองนั้นชัดเจนยิ่งขึ้นถ้าผลกระทบที่เรียกว่า“ แรงโน้มถ่วงมืดลง” ถูกนำมาพิจารณา - นี่เป็นการกระจายอุณหภูมิที่ไม่สม่ำเสมอบนพื้นผิวซึ่งแน่นอนอยู่บน Achernar ภายใต้ความผิดปกติทางเรขาคณิตที่แข็งแกร่งเช่นนี้
ภาพ
การวัดใหม่นี้เป็นตัวอย่างที่ดีของสิ่งที่เป็นไปได้ด้วย VLT Interferometer ที่อยู่ในขั้นตอนการดำเนินการนี้ มันเป็นลางดีสำหรับโครงการวิจัยในอนาคตที่สถานที่นี้
ด้วยเทคนิคอินเตอร์เฟอโรเมตริกตอนนี้เปิดสาขาการวิจัยใหม่ซึ่งจะให้ข้อมูลรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับรูปร่างสภาพผิวและโครงสร้างภายในของดาว และในอนาคตอันไกลโพ้นมันจะเป็นไปได้ที่จะสร้างภาพอินเทอโรเมตริกของดิสก์ของ Achernar และดาวอื่น ๆ
แหล่งต้นฉบับ: ข่าว ESO
