Credito d'immagine: ESO
Gli astronomi con l'Osservatorio europeo meridionale hanno scoperto una stella estremamente piatta Tutti gli oggetti rotanti nello spazio sono appiattiti a causa della loro rotazione; persino la nostra Terra è più larga di 21 chilometri all'equatore di quanto non sia polo a polo. Ma questa nuova stella, chiamata Achernar, è più larga del 50% nel suo equatore che nei suoi poli. Ovviamente sta ruotando rapidamente, ma la sua forma non si adatta agli attuali modelli di astrofisica. Dovrebbe perdere massa nello spazio al ritmo con cui sta andando. Tempo per alcuni nuovi modelli.
Per una prima approssimazione, i pianeti e le stelle sono rotondi. Pensa alla Terra su cui viviamo. Pensa al sole, la stella più vicina e al suo aspetto nel cielo.
Ma se ci pensi di più, ti rendi conto che questo non è completamente vero. A causa della sua rotazione giornaliera, la Terra solida è leggermente appiattita ("oblata") - il suo raggio equatoriale è di circa 21 km (0,3%) più grande di quello polare. Le stelle sono enormi sfere gassose e alcune di esse sono note per ruotare abbastanza velocemente, molto più velocemente della Terra. Ciò ovviamente causerebbe l'appiattimento di tali stelle. Ma quanto è piatto?
Recenti osservazioni con l'interferometro VLT (VLTI) all'Osservatorio Paranal dell'ESO hanno permesso a un gruppo di astronomi [1] di ottenere di gran lunga la visione più dettagliata della forma generale di una stella calda a rotazione rapida, Achernar (Alpha Eridani), il più luminoso nella costellazione meridionale di Eridano (il fiume).
Scoprono che Achernar è molto più piatto del previsto: il suo raggio equatoriale è più grande del 50% rispetto a quello polare! In altre parole, questa stella ha la forma molto simile al famoso giocattolo trottola, così popolare tra i bambini piccoli.
L'alto grado di appiattimento misurato per Achernar - il primo in astrofisica osservazionale - rappresenta ora una sfida senza precedenti per l'astrofisica teorica. L'effetto non può essere riprodotto da modelli comuni di interni stellari a meno che non siano incorporati determinati fenomeni, ad es. circolazione meridionale sulla superficie ("correnti nord-sud") e rotazione non uniforme a diverse profondità all'interno della stella.
Come mostra questo esempio, le tecniche interferometriche forniranno alla fine informazioni molto dettagliate su forme, condizioni superficiali e struttura interna delle stelle.
Osservazioni VLTI di Achernar
Le osservazioni di prova con l'interferometro VLT (VLTI) all'Osservatorio del Paranal procedono bene [2] e gli astronomi hanno ora iniziato a sfruttare molte di queste prime misurazioni a fini scientifici.
Un risultato spettacolare, appena annunciato, si basa su una serie di osservazioni sulla luminosa stella meridionale Achernar (Alpha Eridani; il nome deriva da "Al Ahir al Nahr" = "La fine del fiume"), condotto tra settembre 11 e 12 novembre 2002. Per queste osservazioni sono stati anche utilizzati i due telescopi di prova da siderostato da 40 cm che servivano per ottenere la “prima luce” con l'interferometro VLT nel marzo 2001. Sono stati posizionati in posizioni selezionate sulla piattaforma di osservazione VLT nella parte superiore del Paranal per fornire una configurazione "a forma di croce" con due "linee di base" rispettivamente di 66 me 140 m, a 90? angolo, cfr. Foto PR 15a / 03.
A intervalli di tempo regolari, i due piccoli telescopi erano puntati verso Achernar e i due fasci di luce erano diretti verso un obiettivo comune nello strumento di test VINCI nel laboratorio interferometrico VLT situato in posizione centrale. A causa della rotazione terrestre durante le osservazioni, è stato possibile misurare la dimensione angolare della stella (come si vede nel cielo) in diverse direzioni.
Profilo di Achernar
Un primo tentativo di misurare la deformazione geometrica di una stella in rapida rotazione fu condotto nel 1974 con Narrabri Intensity Interferometer (Australia) sulla stella luminosa Altair dell'astronomo britannico Hanbury Brown. Tuttavia, a causa delle limitazioni tecniche, tali osservazioni non sono state in grado di decidere tra diversi modelli per questa stella. Più recentemente, Gerard T. Van Belle e collaboratori hanno osservato Altair con il Palomar Testbed Interferometer (PTI), misurando il suo rapporto assiale apparente come 1.140? 0,029 e ponendo alcuni vincoli sulla relazione tra velocità di rotazione e inclinazione stellare.
Achernar è una stella del tipo B caldo, con una massa di 6 volte quella del Sole. La temperatura superficiale è di circa 20.000 ° C e si trova a una distanza di 145 anni luce.
Il profilo apparente di Achernar (foto PR 15b / 03), basato su circa 20.000 interferogrammi VLTI (nella banda K a lunghezza d'onda 2,2? M) con un tempo di integrazione totale di oltre 20 ore, indica un rapporto assiale sorprendentemente alto di 1,56? 0,05 [3]. Questo è ovviamente il risultato della rapida rotazione di Achernar.
Implicazioni teoriche delle osservazioni VLTI
La dimensione angolare del profilo ellittico di Achernar come indicato nella foto PR 15b / 03 è 0,00253? 0,00006 arcsec (asse maggiore) e 0,00162? 0,00001 arcsec (asse minore) [4], rispettivamente. Alla distanza indicata, i raggi stellari corrispondenti sono pari a 12,0? 0.4 e 7.7? 0,2 raggi solari, o 8,4 e 5,4 milioni di km, rispettivamente. Il primo valore è una misura del raggio equatoriale della stella. Il secondo è un valore superiore per il raggio polare - a seconda dell'inclinazione dell'asse polare della stella rispetto alla linea di vista, potrebbe anche essere ancora più piccolo.
Il rapporto indicato tra i raggi equatoriali e polari di Achernar costituisce una sfida senza precedenti per l'astrofisica teorica, in particolare per quanto riguarda la perdita di massa dalla superficie migliorata dalla rapida rotazione (effetto centrifugo) e anche la distribuzione del momento angolare interno (la velocità di rotazione a diverse profondità).
Gli astronomi concludono che Achernar deve ruotare più velocemente (e quindi, più vicino alla velocità "critica" (rottura) di circa 300 km / sec) rispetto a quanto mostrano le osservazioni spettrali (circa 225 km / sec dall'ampliamento dello spettro linee) oppure deve violare la rotazione del corpo rigido.
L'appiattimento osservato non può essere riprodotto dal "modello di Roche" che implica la rotazione del corpo solido e la concentrazione di massa al centro della stella. Il fallimento di quel modello è ancora più evidente se si tiene conto del cosiddetto effetto "oscuramento della gravità" - questa è una distribuzione non uniforme della temperatura sulla superficie che è certamente presente su Achernar sotto una così forte deformazione geometrica.
prospettiva
Questa nuova misurazione fornisce un ottimo esempio di ciò che è possibile con l'interferometro VLT già in questa fase di implementazione. È di buon auspicio per i futuri progetti di ricerca in questa struttura.
Con la tecnica interferometrica, si stanno aprendo nuovi campi di ricerca che alla fine forniranno informazioni molto più dettagliate su forme, condizioni superficiali e struttura interna delle stelle. E in un futuro non troppo lontano, diventerà possibile produrre immagini interferometriche dei dischi di Achernar e di altre stelle.
Fonte originale: Comunicato stampa ESO
