Για δεκαετίες, οι επιστήμονες έχουν παρατηρήσει ότι ο Regulus, το λαμπρότερο αστέρι στον αστερισμό του Λέοντα, περιστρέφεται πολύ πιο γρήγορα από τον ήλιο. Αλλά χάρη σε μια ισχυρή νέα τηλεσκοπική διάταξη, οι αστρονόμοι γνωρίζουν τώρα με πρωτοφανή σαφήνεια τι σημαίνει αυτό για αυτό το τεράστιο ουράνιο σώμα.
Μια ομάδα αστρονόμων, με επικεφαλής τον Hal McAlister, διευθυντή του Κέντρου Αστρονομίας Υψηλής Γωνιακής Ανάλυσης του Georgia State University, χρησιμοποίησε τη σειρά τηλεσκοπίων του κέντρου για να ανιχνεύσει για πρώτη φορά τις περιστροφικά επαγόμενες παραμορφώσεις του Regulus. Οι επιστήμονες μέτρησαν το μέγεθος και το σχήμα του άστρου, τη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ της πολικής και της ισημερινής περιοχής του και τον προσανατολισμό του άξονα περιστροφής του. Οι παρατηρήσεις των ερευνητών του Regulus αντιπροσωπεύουν το πρώτο επιστημονικό αποτέλεσμα από τη συστοιχία CHARA, η οποία άρχισε να λειτουργεί συνήθως στις αρχές του 2004.
Τα περισσότερα αστέρια περιστρέφονται με ηρεμία γύρω από τους άξονες περιστροφής τους, λέει ο McAlister. Ο ήλιος, για παράδειγμα, ολοκληρώνει μια πλήρη περιστροφή σε περίπου 24 ημέρες, πράγμα που σημαίνει ότι η ταχύτητα περιστροφής του ισημερινού είναι περίπου 4.500 μίλια την ώρα. Η ταχύτητα περιστροφής του ισημερινού του Regulus είναι σχεδόν 700.000 μίλια την ώρα και η διάμετρός του είναι περίπου πέντε φορές μεγαλύτερη από αυτή του ήλιου. Το Regulus διογκώνεται επίσης ευδιάκριτα στον ισημερινό του, μια αστρική σπανιότητα.
Η φυγόκεντρος δύναμη του Regulus το κάνει να διαστέλλεται έτσι ώστε η ισημερινή του διάμετρος να είναι κατά ένα τρίτο μεγαλύτερη από την πολική του διάμετρο. Στην πραγματικότητα, αν το Regulus περιστρεφόταν περίπου 10 τοις εκατό γρηγορότερα, η φυγόκεντρη δύναμή του προς τα έξω θα ξεπερνούσε την έλξη της βαρύτητας προς τα μέσα και το αστέρι θα χώριζε, λέει ο McAlister, διευθυντής του CHARA και Regents Professor of Astronomy στο Georgia State.
Εξαιτίας του παραμορφωμένου σχήματός του, το Regulus, ένα μοναδικό αστέρι, εμφανίζει αυτό που είναι γνωστό ως «σκοτάδι λόγω βαρύτητας»; το αστέρι γίνεται πιο φωτεινό στους πόλους του παρά στον ισημερινό του — ένα φαινόμενο που προηγουμένως ανιχνευόταν μόνο σε δυαδικά αστέρια. Σύμφωνα με τον McAlister, το σκοτάδι συμβαίνει επειδή το Regulus είναι πιο κρύο στον ισημερινό του παρά στους πόλους του. Η ισημερινή διόγκωση του Regulus μειώνει την έλξη της βαρύτητας στον ισημερινό, γεγονός που προκαλεί μείωση της θερμοκρασίας εκεί. Οι ερευνητές του CHARA ανακάλυψαν ότι η θερμοκρασία στους πόλους του Regulus είναι 15.100 βαθμοί Κελσίου, ενώ η θερμοκρασία του ισημερινού είναι μόνο 10.000 Κελσίου. Η διακύμανση της θερμοκρασίας κάνει το αστέρι να είναι περίπου πέντε φορές πιο φωτεινό στους πόλους του παρά στον ισημερινό του. Η επιφάνεια του Regulus είναι τόσο ζεστή που το αστέρι είναι στην πραγματικότητα σχεδόν 350 φορές πιο φωτεινό από τον ήλιο.
Οι ερευνητές του CHARA ανακάλυψαν μια άλλη παραδοξότητα όταν προσδιόρισαν τον προσανατολισμό του άξονα περιστροφής του άστρου, λέει ο McAlister.
«Κοιτάμε το αστέρι ουσιαστικά στον ισημερινό και ο άξονας περιστροφής έχει κλίση περίπου 86 μοίρες από τη βόρεια κατεύθυνση στον ουρανό», λέει. «Αλλά, περιέργως, το αστέρι κινείται μέσα στο διάστημα προς την ίδια κατεύθυνση που δείχνει ο πόλος του. Το Regulus κινείται σαν μια τεράστια περιστρεφόμενη σφαίρα στο διάστημα. Δεν έχουμε ιδέα γιατί συμβαίνει αυτό».
Οι αστρονόμοι είδαν το Regulus χρησιμοποιώντας τα τηλεσκόπια του CHARA για έξι εβδομάδες την περασμένη άνοιξη για να λάβουν συμβολομετρικά δεδομένα που, σε συνδυασμό με φασματοσκοπικές μετρήσεις και θεωρητικά μοντέλα, δημιούργησαν μια εικόνα του αστεριού που αποκαλύπτει τα αποτελέσματα της απίστευτα γρήγορης περιστροφής του. Τα αποτελέσματα θα δημοσιευτούν αυτή την άνοιξη στο The Astrophysical Journal.
Η συστοιχία CHARA, που βρίσκεται στην κορυφή του όρους Wilson στη νότια Καλιφόρνια, είναι μεταξύ μιας χούφτας νέων «σούπερ» οργάνων που αποτελούνται από πολλαπλά τηλεσκόπια οπτικά συνδεδεμένα για να λειτουργούν ως ένα μοναδικό τηλεσκόπιο τεράστιου μεγέθους. Η συστοιχία αποτελείται από έξι τηλεσκόπια, το καθένα από τα οποία περιέχει έναν καθρέφτη συλλογής φωτός σε διάμετρο ενός μέτρου. Τα τηλεσκόπια είναι διατεταγμένα σε σχήμα «Υ», με τα εξωτερικά τηλεσκόπια να βρίσκονται περίπου 200 μέτρα από το κέντρο της συστοιχίας.
Ένας ακριβής συνδυασμός του φωτός από τα μεμονωμένα τηλεσκόπια επιτρέπει στη συστοιχία CHARA να συμπεριφέρεται σαν να ήταν ένα μεμονωμένο τηλεσκόπιο με έναν καθρέφτη πλάτους 330 μέτρων. Η συστοιχία δεν μπορεί να δείξει πολύ αμυδρά αντικείμενα που ανιχνεύονται από τηλεσκόπια, όπως τα γιγάντια τηλεσκόπια Keck 10 μέτρων στη Χαβάη, αλλά οι επιστήμονες μπορούν να δουν λεπτομέρειες σε φωτεινότερα αντικείμενα σχεδόν 100 φορές πιο ευκρινείς από εκείνες που μπορούν να ληφθούν με τη διάταξη Keck. Δουλεύοντας σε υπέρυθρα μήκη κύματος, η συστοιχία CHARA μπορεί να δει λεπτομέρειες τόσο μικρές όσο 0,0005 δευτερόλεπτα τόξου. (Ένα δευτερόλεπτο τόξου είναι 1/3.600 της μοίρας, ισοδύναμο με το γωνιακό μέγεθος μιας δεκάρας που φαίνεται από απόσταση 2,3 μιλίων.) Εκτός από τους ερευνητές της Πολιτείας της Τζόρτζια, η ομάδα CHARA περιλαμβάνει συνεργάτες από τα Εθνικά Παρατηρητήρια Οπτικής Αστρονομίας στο Tucson, Ariz ., και το Michelson Science Center της NASA στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνια στην Πασαντένα.
Η συστοιχία CHARA κατασκευάστηκε με χρηματοδότηση από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών, την Πολιτεία της Τζόρτζια, το Ίδρυμα W. M. Keck και το Ίδρυμα David and Lucile Packard. Το NSF έχει επίσης χορηγήσει κεφάλαια για συνεχή έρευνα στη συστοιχία CHARA.
Αρχική πηγή: Georgia State University
