Kredit gambar: ESO
Para astronom dengan European Southern Observatory telah menemukan bintang yang sangat datar. Semua benda yang berputar di ruang angkasa diratakan karena rotasi; bahkan Bumi kita 21 kilometer lebih luas di garis khatulistiwa daripada kutub ke kutub. Tetapi bintang baru ini, yang disebut Achernar, 50% lebih luas di garis khatulistiwa daripada di kutubnya. Jelas itu berputar dengan cepat, tetapi bentuknya tidak cocok dengan model astrofisika saat ini. Itu harus kehilangan massa ke ruang angkasa pada tingkat yang sedang terjadi. Saatnya untuk beberapa model baru.
Untuk perkiraan pertama, planet dan bintang bulat. Pikirkan Bumi tempat kita hidup. Pikirkan Matahari, bintang terdekat, dan bagaimana tampilannya di langit.
Tetapi jika Anda lebih memikirkannya, Anda menyadari bahwa ini tidak sepenuhnya benar. Karena rotasi hariannya, Bumi padat sedikit rata ("oblate") - jari-jari khatulistiwa sekitar 21 km (0,3%) lebih besar dari kutub. Bintang adalah bola gas yang sangat besar dan beberapa di antaranya diketahui berputar cukup cepat, jauh lebih cepat daripada Bumi. Ini jelas akan menyebabkan bintang seperti itu menjadi rata. Tapi seberapa datar?
Pengamatan baru-baru ini dengan VLT Interferometer (VLTI) di ESO Paranal Observatory telah memungkinkan sekelompok astronom [1] untuk memperoleh pandangan yang paling rinci dari bentuk umum bintang panas yang berputar cepat, Achernar (Alpha Eridani), yang paling terang di konstelasi selatan Eridanus (Sungai).
Mereka menemukan bahwa Achernar jauh lebih rata dari yang diharapkan - jari-jari khatulistiwa lebih dari 50% lebih besar dari yang kutub! Dengan kata lain, bintang ini sangat mirip dengan mainan pemintalan terkenal, sangat populer di kalangan anak-anak.
Tingkat perataan tinggi yang diukur untuk Achernar - yang pertama dalam astrofisika observasional - sekarang merupakan tantangan yang belum pernah terjadi sebelumnya untuk astrofisika teoritis. Efeknya tidak dapat direproduksi oleh model umum interior bintang kecuali jika fenomena tertentu dimasukkan, mis. sirkulasi meridional pada permukaan ("aliran utara-selatan") dan rotasi tidak seragam pada kedalaman berbeda di dalam bintang.
Seperti yang ditunjukkan contoh ini, teknik interferometrik pada akhirnya akan memberikan informasi yang sangat terperinci tentang bentuk, kondisi permukaan, dan struktur interior bintang.
Pengamatan VLTI atas Achernar
Uji pengamatan dengan VLT Interferometer (VLTI) di Observatorium Paranal berjalan dengan baik [2], dan para astronom sekarang telah mulai mengeksploitasi banyak pengukuran pertama ini untuk tujuan ilmiah.
Satu hasil spektakuler, baru saja diumumkan, didasarkan pada serangkaian pengamatan bintang selatan yang cerah, Achernar (Alpha Eridani; nama tersebut berasal dari "Al Ahir al Nahr" = "Ujung Sungai"), yang dilaksanakan antara bulan September 11 dan 12 November 2002. Dua teleskop uji siderostat 40 cm yang berfungsi untuk mendapatkan "Cahaya Pertama" dengan VLT Interferometer pada Maret 2001 juga digunakan untuk pengamatan ini. Mereka ditempatkan pada posisi yang dipilih pada VLT Observing Platform di bagian atas Paranal untuk memberikan konfigurasi "bentuk silang" dengan dua "garis dasar" masing-masing 66 m dan 140 m, masing-masing, pada 90? sudut, lih. Foto PR 15a / 03.
Pada interval waktu yang teratur, dua teleskop kecil diarahkan ke Achernar dan dua sinar cahaya diarahkan ke fokus yang umum dalam instrumen uji VINCI di Laboratorium Interferometrik VLT yang berlokasi di pusat. Karena rotasi Bumi selama pengamatan, dimungkinkan untuk mengukur ukuran sudut bintang (seperti yang terlihat di langit) dalam arah yang berbeda.
Profil Achernar
Upaya pertama untuk mengukur deformasi geometris dari bintang yang berputar cepat dilakukan pada tahun 1974 dengan Narrabri Intensity Interferometer (Australia) pada bintang terang Altair oleh astronom Inggris Hanbury Brown. Namun, karena keterbatasan teknis, pengamatan tersebut tidak dapat memutuskan antara model yang berbeda untuk bintang ini. Baru-baru ini, Gerard T. Van Belle dan kolaborator mengamati Altair dengan Palomar Testbed Interferometer (PTI), mengukur rasio aksial yang tampak sebagai 1,140? 0,029 dan menempatkan beberapa kendala pada hubungan antara kecepatan rotasi dan kecenderungan bintang.
Achernar adalah bintang tipe B yang panas, dengan massa 6 kali lipat dari Matahari. Suhu permukaan sekitar 20.000? C dan terletak pada jarak 145 tahun cahaya.
Profil nyata Achernar (Foto PR 15b / 03), berdasarkan sekitar 20.000 interferogram VLTI (dalam K-band pada panjang gelombang 2,2? M) dengan total waktu integrasi lebih dari 20 jam, menunjukkan rasio aksial yang sangat tinggi yaitu 1,56? 0,05 [3]. Ini jelas merupakan hasil dari rotasi cepat Achernar.
Implikasi teoritis dari pengamatan VLTI
Ukuran sudut dari profil elips Achernar seperti ditunjukkan dalam Foto PR 15b / 03 adalah 0,00253? 0,00006 arcsec (sumbu utama) dan 0,00162? 0,00001 arcsec (sumbu minor) [4], masing-masing. Pada jarak yang ditunjukkan, jari-jari bintang yang sesuai sama dengan 12,0? 0,4 dan 7,7? 0,2 jari-jari matahari, atau 8,4 dan 5,4 juta km, masing-masing. Nilai pertama adalah ukuran jari-jari khatulistiwa bintang. Yang kedua adalah nilai atas untuk jari-jari kutub - tergantung pada kemiringan sumbu kutub bintang ke garis pandang, itu mungkin bahkan lebih kecil.
Rasio yang ditunjukkan antara jari-jari khatulistiwa dan jari-jari Achernar merupakan tantangan yang belum pernah terjadi sebelumnya untuk astrofisika teoritis, khususnya mengenai kehilangan massa dari permukaan yang ditingkatkan oleh rotasi cepat (efek sentrifugal) dan juga distribusi momentum sudut internal (kecepatan rotasi di kedalaman berbeda).
Para astronom menyimpulkan bahwa Achernar harus memutar lebih cepat (dan karenanya, lebih dekat dengan kecepatan "kritis" (putus) sekitar 300 km / detik) daripada yang ditunjukkan oleh pengamatan spektral (sekitar 225 km / detik dari pelebaran spektral). garis) atau harus melanggar rotasi benda tegar.
Perataan yang diamati tidak dapat direproduksi oleh "model-Roche" yang menyiratkan rotasi benda padat dan konsentrasi massa di pusat bintang. Kegagalan model itu bahkan lebih jelas jika apa yang disebut sebagai efek "penggelapan gravitasi" diperhitungkan - ini adalah distribusi temperatur yang tidak seragam pada permukaan yang tentunya hadir pada Achernar di bawah deformasi geometri yang kuat.
Pandangan
Pengukuran baru ini memberikan contoh yang baik tentang apa yang mungkin dengan VLT Interferometer yang sudah pada tahap implementasi ini. Ini menjadi pertanda baik untuk proyek penelitian masa depan di fasilitas ini.
Dengan teknik interferometrik, bidang penelitian baru sekarang dibuka yang pada akhirnya akan memberikan informasi yang lebih rinci tentang bentuk, kondisi permukaan dan struktur interior bintang. Dan dalam waktu yang tidak terlalu lama, akan mungkin untuk menghasilkan gambar interferometrik dari cakram Achernar dan bintang lainnya.
Sumber Asli: Siaran Berita ESO
