I decennier har forskare observerat att Regulus, den ljusaste stjärnan i stjärnbilden Leo, snurrar mycket snabbare än solen. Men tack vare en kraftfull ny teleskopuppsättning vet astronomer nu med oöverträffad klarhet vad det betyder för denna enorma himmelskropp.
En grupp astronomer, ledd av Hal McAlister, chef för Georgia State University's Center for High Angular Resolution Astronomy, har använt centrumets uppsättning teleskop för att upptäcka Regulus rotationsinducerade distorsioner för första gången. Forskare har mätt storleken och formen på stjärnan, temperaturskillnaden mellan dess polära och ekvatoriala områden och dess rotationsaxelns orientering. Forskarnas iakttagelser av Regulus representerar den första vetenskapliga produktionen från CHARA-arrayen, som blev rutinmässigt operationell i början av 2004.
De flesta stjärnor roterar stillsamt om sina snurraxlar, säger McAlister. Solen, till exempel, fullbordar en full rotation på cirka 24 dagar, vilket innebär att dess ekvatoriala rotationshastighet är ungefär 4500 miles per timme. Regulus 'ekvatoriala rotationshastighet är nästan 700 000 miles per timme och dess diameter är ungefär fem gånger större än solens. Regulus buklar också tydligt vid ekvatorn, en fantastisk sällsynthet.
Regulus 'centrifugalkraft gör att den expanderar så att dess ekvatorialdiameter är en tredjedel större än dess polära diameter. I själva verket, om Regulus roterade cirka 10 procent snabbare, skulle dess utåtriktade centrifugalkraft överstiga tyngdkraften inåt och stjärnan skulle flyga isär, säger McAlister, CHARA: s direktör och regents professor i astronomi vid Georgia State.
På grund av dess förvrängda form, visar Regulus, en enda stjärna, vad som kallas ”gravitation darkening”? stjärnan blir ljusare vid sina poler än vid ekvatorn - ett fenomen som tidigare bara upptäckts i binära stjärnor. Enligt McAlister inträffar mörkningen eftersom Regulus är kallare vid ekvatorn än vid dess poler. Regulus 'ekvatorialbuktning minskar tyngdkraften vid ekvatorn, vilket får temperaturen där att minska. CHARA-forskare har funnit att temperaturen vid Regulus-polerna är 15 100 grader Celsius, medan ekvatorns temperatur endast är 10 000 Celsius. Temperaturvariationen gör att stjärnan är ungefär fem gånger ljusare vid sina poler än vid ekvatorn. Regulus yta är så varm att stjärnan faktiskt är nästan 350 gånger ljusare än solen.
CHARA-forskare upptäckte en annan konstighet när de bestämde orienteringen av stjärnans rotationsaxel, säger McAlister.
"Vi tittar på stjärnan i huvudsak ekvator-på, och rotationsaxeln lutas ungefär 86 grader från nordens riktning på himlen," säger han. ”Men underligt nog rör sig stjärnan genom rymden i samma riktning som dess pol pekar. Regulus rör sig som en enorm snurrkula genom rymden. Vi har ingen aning om varför detta är fallet. ”
Astronomer tittade på Regulus med CHARAs teleskop under sex veckor förra våren för att få interferometriska data som i kombination med spektroskopiska mätningar och teoretiska modeller skapade en bild av stjärnan som avslöjar effekterna av dess otroligt snabba snurr. Resultaten kommer att publiceras i vår i The Astrophysical Journal.
CHARA-matrisen, som ligger ovanpå Mt. Wilson i södra Kalifornien är bland en handfull nya "super" -instrument sammansatta av flera teleskop som är optiskt kopplade till att fungera som ett enda teleskop av enorm storlek. Uppsättningen består av sex teleskop, som var och en innehåller en ljusuppsamlingsspegel en meter i diameter. Teleskopen är anordnade i form av en "Y", med de yttersta teleskopen belägna cirka 200 meter från mitten av matrisen.
En exakt kombination av ljuset från de enskilda teleskopen gör att CHARA-matrisen kan bete sig som om det var ett enda teleskop med en spegel 330 meter tvärs över. Arrayen kan inte visa mycket svaga föremål som upptäcks av teleskoper som de jätte 10-meteriga Keck-teleskopen på Hawaii, men forskare kan se detaljer i ljusare objekt nästan 100 gånger skarpare än de som kan erhållas med Keck-arrayen. Arbetar med infraröda våglängder och CHARA-arrayen kan se detaljer så små som 0,0005 bågsekunder. (Ett bågsekund är 1/3 600 av en grad, vilket motsvarar vinkelstorleken på en dime sett från ett avstånd av 2,3 mil.) Förutom forskare i Georgia State inkluderar CHARA-teamet samarbetspartners från National Optical Astronomy Observatories i Tucson, Ariz ., och NASAs Michelson Science Center vid California Institute of Technology i Pasadena.
CHARA-matrisen konstruerades med finansiering från National Science Foundation, Georgia State, W. M. Keck Foundation och David and Lucile Packard Foundation. NSF har också tilldelat medel för pågående forskning vid CHARA-arrayen.
Originalkälla: Georgia State University
