Crédito de imagem: ESO
Astrônomos do Observatório Europeu do Sul descobriram uma estrela que é extremamente plana. Todos os objetos em rotação no espaço são achatados devido à sua rotação; até a nossa Terra é 21 quilômetros mais larga no equador do que de pólo a pólo. Mas essa nova estrela, chamada Achernar, é 50% mais larga em seu equador do que em seus pólos. Obviamente, está girando rapidamente, mas sua forma não se encaixa nos modelos astrofísicos atuais. Deveria estar perdendo massa para o espaço na velocidade que está acontecendo. Hora de alguns novos modelos.
Para uma primeira aproximação, planetas e estrelas são redondos. Pense na Terra em que vivemos. Pense no Sol, a estrela mais próxima, e como ele se parece no céu.
Mas se você pensar mais sobre isso, perceberá que isso não é completamente verdade. Devido à sua rotação diária, a Terra sólida é levemente achatada (“oblata”) - seu raio equatorial é cerca de 21 km (0,3%) maior que o polar. As estrelas são enormes esferas gasosas e sabe-se que algumas delas giram muito rápido, muito mais rápido que a Terra. Obviamente, isso faria com que essas estrelas se achatassem. Mas quão plana?
Observações recentes com o Interferômetro VLT (VLTI) no Observatório Paranal do ESO permitiram que um grupo de astrônomos [1] obtivesse de longe a visão mais detalhada da forma geral de uma estrela quente que gira rapidamente, Achernar (Alpha Eridani), o mais brilhante na constelação do sul Eridanus (o rio).
Eles acham que Achernar é muito mais plano do que o esperado - seu raio equatorial é 50% maior que o polar! Em outras palavras, essa estrela tem a forma muito semelhante ao conhecido brinquedo de pião, tão popular entre as crianças.
O alto grau de achatamento medido para Achernar - o primeiro da astrofísica observacional - agora representa um desafio sem precedentes para a astrofísica teórica. O efeito não pode ser reproduzido por modelos comuns de interiores estelares, a menos que certos fenômenos sejam incorporados, p. circulação meridional na superfície (“correntes norte-sul”) e rotação não uniforme em diferentes profundidades dentro da estrela.
Como mostra este exemplo, as técnicas interferométricas fornecerão informações muito detalhadas sobre as formas, condições da superfície e estrutura interior das estrelas.
Observações VLTI de Achernar
As observações de teste com o VLT Interferometer (VLTI) no Observatório Paranal prosseguem bem [2], e os astrônomos começaram a explorar muitas dessas primeiras medições para fins científicos.
Um resultado espetacular, recém anunciado, é baseado em uma série de observações da brilhante estrela do sul Achernar (Alpha Eridani; o nome é derivado de “Al Ahir al Nahr” = “O Fim do Rio”), realizado entre setembro 11 e 12 de novembro de 2002. Os dois telescópios de teste de siderostato de 40 cm que serviram para obter a “Primeira Luz” com o Interferômetro VLT em março de 2001 também foram utilizados para essas observações. Eles foram colocados em posições selecionadas na Plataforma de Observação VLT, no topo do Paranal, para fornecer uma configuração em forma de cruz com duas “linhas de base” de 66 me 140 m, respectivamente, a 90? ângulo, cf. Foto 15a / 03 do PR.
Em intervalos regulares, os dois pequenos telescópios eram apontados para Achernar e os dois feixes de luz eram direcionados a um foco comum no instrumento de teste VINCI no Laboratório Interferométrico VLT localizado no centro. Devido à rotação da Terra durante as observações, foi possível medir o tamanho angular da estrela (como visto no céu) em diferentes direções.
Perfil de Achernar
Uma primeira tentativa de medir a deformação geométrica de uma estrela em rotação rápida foi realizada em 1974 com o Narrabri Intensity Interferometer (Austrália) na estrela brilhante Altair do astrônomo britânico Hanbury Brown. No entanto, devido a limitações técnicas, essas observações não foram capazes de decidir entre diferentes modelos para essa estrela. Mais recentemente, Gerard T. Van Belle e colaboradores observaram Altair com o interferômetro Palomar Testbed (PTI), medindo sua razão axial aparente como 1.140? 0,029 e colocando algumas restrições na relação entre velocidade de rotação e inclinação estelar.
Achernar é uma estrela do tipo B quente, com uma massa de 6 vezes a do Sol. A temperatura da superfície é de cerca de 20.000 ° C e está localizada a uma distância de 145 anos-luz.
O perfil aparente do Achernar (foto PR 15b / 03), baseado em cerca de 20.000 interferogramas VLTI (na banda K no comprimento de onda de 2,2 µm) com um tempo total de integração superior a 20 horas, indica uma surpreendentemente alta relação axial de 1,56? 0,05 [3]. Obviamente, isso é resultado da rotação rápida do Achernar.
Implicações teóricas das observações do VLTI
O tamanho angular do perfil elíptico de Achernar, conforme indicado na foto PR 15b / 03, é 0,00253? 0,00006 arcseg (eixo principal) e 0,00162? 0,00001 arcseg (eixo menor) [4], respectivamente. Na distância indicada, os raios estelares correspondentes são iguais a 12,0? 0,4 e 7,7? 0,2 raios solares, ou 8,4 e 5,4 milhões de km, respectivamente. O primeiro valor é uma medida do raio equatorial da estrela. O segundo é um valor superior para o raio polar - dependendo da inclinação do eixo polar da estrela em relação à linha de visão, pode muito bem ser ainda menor.
A razão indicada entre os raios equatorial e polar de Achernar constitui um desafio sem precedentes para a astrofísica teórica, em particular no que diz respeito à perda de massa da superfície aprimorada pela rotação rápida (efeito centrífugo) e também à distribuição do momento angular interno (velocidade de rotação em profundidades diferentes).
Os astrônomos concluem que o Achernar deve girar mais rápido (e, portanto, mais próximo da velocidade "crítica" (ruptura) de cerca de 300 km / s) do que o que as observações espectrais mostram (cerca de 225 km / s do alargamento do espectro). linhas) ou deve violar a rotação do corpo rígido.
O achatamento observado não pode ser reproduzido pelo “modelo Roche”, que implica rotação do corpo sólido e concentração de massa no centro da estrela. A falha desse modelo é ainda mais evidente se for levado em consideração o chamado efeito "escurecimento da gravidade" - essa é uma distribuição de temperatura não uniforme na superfície que certamente está presente no Achernar sob uma deformação geométrica tão forte.
Outlook
Esta nova medição fornece um bom exemplo do que é possível com o interferômetro VLT já neste estágio de implementação. É um bom presságio para os futuros projetos de pesquisa nessa instalação.
Com a técnica interferométrica, estão sendo abertos novos campos de pesquisa, que fornecerão informações muito mais detalhadas sobre as formas, condições da superfície e estrutura interior das estrelas. E em um futuro não muito distante, será possível produzir imagens interferométricas dos discos de Achernar e outras estrelas.
Fonte original: Comunicado de imprensa do ESO
