Αστεροσεισμολογία – Αστροφυσική: Παρατηρήθηκε το μέχρι σήμερα περισσότερο σφαιρικό αστρικό αντικείμενο

Τα άστρα δεν είναι τέλειες σφαίρες. Καθώς περιστρέφονται, πλαταίνουν λόγω της φυγόκεντρης δύναμης. Μια ομάδα ερευνητών, γύρω από τον Laurent Gizon από το Ινστιτούτο Max Planck για την Έρευνα του Ηλιακού Συστήματος και το Πανεπιστήμιο του Göttingen, πέτυχε να μετρήσει την πλάτυνση ενός αργά περιστρεφόμενου άστρου με πρωτοφανή ακρίβεια. Οι ερευνητές προσδιόρισαν την αστρική πλατύτητα χρησιμοποιώντας αστεροσεισμολογία – τη μελέτη των ταλαντώσεων των άστρων. Η τεχνική εφαρμόστηκε σε ένα άστρο 5000 έτη φωτός μακριά από τη Γη και αποκαλύφθηκε ότι η διαφορά μεταξύ των ακτίνων του ισημερινού και του μεσημβρινού κύκλων του άστρου είναι μόνο 3 χιλιόμετρα – τιμή που είναι εκπληκτικά μικρή, συγκρινόμενη με τη μέση ακτίνα του άστρου που είναι 1,5 εκατομμύρια χιλιόμετρα. Πράγμα του σημαίνει ότι η αέρια σφαίρα είναι εκπληκτικά στρογγυλή.

Όλα τα άστρα περιστρέφονται και έτσι πλαταίνουν από την φυγόκεντρη δύναμη. Όσο ταχύτερα περιστρέφονται, τόσο περισσότερο τα άστρα γίνονται πλατύτερα. Ο Ήλιος μας περιστρέφεται με μια περίοδο 27 ημερών [egno: στον ισημερινό: 27 μέρες 6 ώρες 36 λεπτά] και έχει ακτίνα ισημερινού 10 χιλιόμετρα μεγαλύτερη από την ακτίνα του μεσημβρινού, στους πόλους. Για τη Γη αυτή η διαφορά είναι 21 χιλιόμετρα. Ο Gizon και οι συνάδελφοί του επέλεξαν ένα αργά περιστρεφόμενο άστρο που ονομάζεται Kepler 11145123. Αυτό το θερμό και φωτεινό άστρο έχει μέγεθος περισσότερο το διπλάσιο του μεγέθους του Ήλιου και περιστρέφεται τρεις φορές πιο αργά από ότι ο Ήλιος.

Ο Gizon και οι συνάδελφοί του επέλεξαν αυτό το άστρο επειδή εμφανίζει καθαρά ημιτονοειδείς ταλαντώσεις. Οι περιοδικές διαστολές και συστολές του άστρου μπορούν να ανιχνευτούν από τις διακυμάνσεις της φωτεινότητας του άστρου. Η αποστολή Kepler της NASA παρατήρησε τις ταλαντώσεις του άστρου συνεχώς για περισσότερο από τέσσερα χρόνια. Οι διαφορετικοί τύποι της ταλάντωσης είναι ευαίσθητοι στα διαφορετικά αστρικά γεωγραφικά πλάτη. Για τη μελέτη τους, οι συγγραφείς συνέκριναν τις συχνότητες των τύπων ταλάντωσης που είναι πιο ευαίσθητοι στις περιοχές με χαμηλά γεωγραφικά πλάτη και τις συχνότητες των τύπων που είναι περισσότερο ευαίσθητοι σε υψηλότερα πλάτη. Η σύγκριση αυτή δείχνει ότι η διαφορά στις ακτίνες μεταξύ ισημερινού και πόλων είναι μόνο 3 χιλιόμετρα με μια ακρίβεια του 1 χιλιομέτρου. «Αυτό καθιστά το Kepler 11145123 το στρογγυλότερο φυσικό αντικείμενο που μετρήθηκε ποτέ, ακόμη πιο στρογγυλό από ότι ο Ήλιος», εξηγεί ο Gizon.

Παραδόξως, το άστρο είναι ακόμη λιγότερο πεπλατυσμένο από ότι υπονοείται από τον ρυθμό της περιστροφής του. Οι συγγραφείς προτείνουν ότι η παρουσία ενός μαγνητικού πεδίου στα χαμηλά πλάτη θα μπορούσε να κάνει το άστρο να φαίνεται περισσότερο σφαιρικό στις αστρικές ταλαντώσεις. Όπως ακριβώς η ηλιοσεισμολογία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη του μαγνητικού πεδίου του Ήλιου, η αστεροσεισμολογία μπορεί να χρησιμοποιείται για τη μελέτη το μαγνητισμό σε απομακρυσμένα άστρα. Τα αστρικά μαγνητικά πεδία, ειδικότερα τα αδύναμα μαγνητικά πεδία, είναι πάρα πολύ δύσκολα για άμεση παρατήρηση σε μακρινά άστρα.

Το Kepler 11145123 δεν είναι το μόνο άστρο με τις κατάλληλες ταλαντώσεις και ακριβείς μετρήσεις φωτεινότητας. «Σκοπεύουμε να εφαρμόσουμε τη μέθοδο αυτή σε άλλα άστρα που παρατηρούνται από την αποστολή Kepler και τις επερχόμενες διαστημικές αποστολές TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) και PLATO (PLAnetary Transits and Oscillations). Θα είναι ιδιαιτέρως ενδιαφέρον να δούμε πώς η ταχύτερη περιστροφή και ένα ισχυρότερο μαγνητικό πεδίο μπορεί να αλλάξουν το σχήμα ενός άστρου», προσθέτει ο Gizon. «Ένα σημαντικό πεδίο στην αστροφυσική έχει τώρα γίνει παρατηρησιακό».

Πηγή: Max Planck Institutes

Περισσότερα στη δημοσίευση: Shape of a slowly rotating star measured by asteroseismology. Science Advances 16 Nov 2016.