I årtier har forskere observeret, at Regulus, den lyseste stjerne i stjernebilledet Leo, drejer meget hurtigere end solen. Men takket være et kraftfuldt nyt teleskopisk array ved astronomer nu med hidtil uset klarhed, hvad det betyder for dette enorme himmellegeme.
En gruppe astronomer ledet af Hal McAlister, direktør for Georgia State University's Center for High Angular Resolution Astronomy, har brugt centrets række af teleskoper til at detektere Regulus 'rotationsinducerede forvrængninger for første gang. Forskere har målt størrelsen og formen på stjernen, temperaturforskellen mellem dens polære og ækvatoriale regioner og orienteringen af dens spinakse. Forskernes observationer af Regulus repræsenterer den første videnskabelige produktion fra CHARA-matrixen, som blev rutinemæssigt operationel i begyndelsen af 2004.
De fleste stjerner roterer sedant omkring deres spinakser, siger McAlister. Solen fuldfører for eksempel en fuld rotation på ca. 24 dage, hvilket betyder, at dens ækvatoriale omdrejningshastighed er cirka 4500 miles i timen. Regulus 'ækvatoriale omdrejningshastighed er næsten 700.000 miles i timen, og dens diameter er cirka fem gange større end solens. Regulus buler også iøjnefaldende ved sin ækvator, en stjernen sjældenhed.
Regulus 'centrifugalkraft får den til at udvide sig, så dens ækvatoriale diameter er en tredjedel større end dens polare diameter. Faktisk, hvis Regulus roterede ca. 10 procent hurtigere, ville dens udadvendte centrifugalkraft overstige tyngdekraften indad, og stjernen ville flyve fra hinanden, siger McAlister, CHARAs direktør og regents professor i astronomi i Georgia State.
På grund af sin forvrængede form udviser Regulus, en enkelt stjerne, hvad der er kendt som ”tyngdekraften mørkere”? stjernen bliver lysere ved sine poler end ved sin ækvator - et fænomen, der tidligere kun er detekteret i binære stjerner. Ifølge McAlister forekommer mørkningen, fordi Regulus er koldere ved sin ækvator end ved dens poler. Regulus 'ækvatorbul reducerer tyngdekraften ved ækvator, hvilket får temperaturen der til at falde. CHARA-forskere har fundet, at temperaturen ved Regulus 'poler er 15.100 grader celsius, mens ækvatorens temperatur kun er 10.000 celsius. Temperaturvariationen får stjernen til at være omkring fem gange lysere ved sine poler end ved sin ækvator. Regulus 'overflade er så varm, at stjernen faktisk er næsten 350 gange mere lysende end solen.
CHARA-forskere opdagede en anden underhed, da de bestemte retningen af stjernens spin-akse, siger McAlister.
”Vi ser på stjerne i det væsentlige ækvator-på, og spinaksen vippes omkring 86 grader fra nordens retning på himlen,” siger han. ”Men underligt nok bevæger stjernen sig gennem rummet i samme retning, som dens pol peger. Regulus bevæger sig som en enorm snurrende kugle gennem rummet. Vi har ingen idé om, hvorfor det er tilfældet. ”
Astronomer kiggede på Regulus ved hjælp af CHARAs teleskoper i seks uger i foråret for at få interferometriske data, der kombineret med spektroskopiske målinger og teoretiske modeller skabte et billede af stjernen, der afslører effekten af dens utroligt hurtige spin. Resultaterne offentliggøres i forår i The Astrophysical Journal.
CHARA-matrixen placeret på toppen af Mt. Wilson i det sydlige Californien er blandt en håndfuld af nye ”super” instrumenter sammensat af flere teleskoper, der er optisk forbundet til at fungere som et enkelt teleskop af enorm størrelse. Arrayet består af seks teleskoper, der hver indeholder et lysopsamlingsspejle en meter i diameter. Teleskopene er arrangeret i form af en "Y", med de yderste teleskoper placeret omkring 200 meter fra midten af arrayet.
En præcis kombination af lyset fra de individuelle teleskoper gør det muligt for CHARA-matrixen at opføre sig som om det var et enkelt teleskop med et spejl 330 meter på tværs. Arrayet kan ikke vise meget svage objekter, der er detekteret af teleskoper som de kæmpe 10-meters Keck-teleskoper på Hawaii, men forskere kan se detaljer i lysere objekter næsten 100 gange skarpere end dem, der kan fås ved hjælp af Keck-matrixen. Arbejder med infrarøde bølgelængder, CHARA-matrixen kan se detaljer så små som 0,0005 buesekunder. (Et buesekund er 1/300 i en grad, svarende til vinkelstørrelsen på en skilling set fra en afstand af 2,3 miles.) Ud over Georgia State-forskere inkluderer CHARA-teamet samarbejdspartnere fra National Optical Astronomy Observatories i Tucson, Ariz ., og NASAs Michelson Science Center ved California Institute of Technology i Pasadena.
CHARA-matrixen blev konstrueret med finansiering fra National Science Foundation, Georgia State, W. M. Keck Foundation og David and Lucile Packard Foundation. NSF har også tildelt midler til løbende forskning i CHARA-matrixen.
Original kilde: Georgia State University
