Tiedemiehet ovat vuosikymmenten ajan havainneet, että Regulus, Leijonan tähdistön kirkkain tähti, pyörii paljon nopeammin kuin aurinko. Mutta tehokkaan uuden teleskooppijärjestelmän ansiosta tähtitieteilijät tietävät nyt ennennäkemättömän selkeästi, mitä se tarkoittaa tälle massiiviselle taivaankappaleelle.
Ryhmä tähtitieteilijöitä, jota johtaa Hal McAlister, Georgian osavaltion yliopiston korkean kulmaresoluutioastronomian keskuksen johtaja, on käyttänyt keskuksen teleskooppeja havaitakseen ensimmäistä kertaa Reguluksen pyörimisen aiheuttamia vääristymiä. Tutkijat ovat mitanneet tähden koon ja muodon, lämpötilaeron sen napa- ja ekvatoriaalisten alueiden välillä sekä sen pyörimisakselin suunnan. Tutkijoiden havainnot Reguluksesta ovat ensimmäinen tieteellinen tulos CHARA-järjestelmästä, joka otettiin rutiininomaisesti käyttöön vuoden 2004 alussa.
Useimmat tähdet pyörivät rauhallisesti pyörimisakselinsa ympäri, McAlister sanoo. Esimerkiksi aurinko tekee täyden kierroksen noin 24 päivässä, mikä tarkoittaa, että sen ekvatoriaalinen pyörimisnopeus on noin 4 500 mailia tunnissa. Reguluksen ekvatoriaalinen pyörimisnopeus on lähes 700 000 mailia tunnissa ja sen halkaisija on noin viisi kertaa suurempi kuin auringon. Regulus pullistuu myös päiväntasaajallaan näkyvästi, mikä on tähtien harvinaisuus.
Reguluksen keskipakovoima saa sen laajenemaan niin, että sen ekvatoriaalinen halkaisija on kolmanneksen suurempi kuin sen napahalkaisija. Itse asiassa, jos Regulus pyörisi noin 10 prosenttia nopeammin, sen ulospäin suuntautuva keskipakovoima ylittäisi painovoiman sisäisen vetovoiman ja tähti lentää erilleen, sanoo McAlister, CHARAn johtaja ja Georgian osavaltion tähtitieteen professori.
Vääristyneen muotonsa vuoksi Regulus, yksittäinen tähti, osoittaa niin sanottua 'painovoiman tummumista'? tähti kirkastuu navoissaan kuin päiväntasaajalla - ilmiö, joka on havaittu aiemmin vain kaksoistähdissä. McAlisterin mukaan tummuminen johtuu siitä, että Regulus on kylmempää päiväntasaajallaan kuin navoillaan. Reguluksen ekvatoriaalinen pullistuma vähentää painovoiman vetoa päiväntasaajalla, mikä saa lämpötilan siellä laskemaan. CHARAn tutkijat ovat havainneet, että Reguluksen napojen lämpötila on 15 100 celsiusastetta, kun taas päiväntasaajan lämpötila on vain 10 000 celsiusastetta. Lämpötilan vaihtelun vuoksi tähti on noin viisi kertaa kirkkaampi navoillaan kuin päiväntasaajalla. Reguluksen pinta on niin kuuma, että tähti on itse asiassa lähes 350 kertaa kirkkaampi kuin aurinko.
CHARAn tutkijat löysivät toisen oudon, kun he määrittelivät tähden pyörimisakselin suunnan, McAlister sanoo.
'Katsomme tähteä olennaisesti päiväntasaajalla, ja pyörimisakseli on kallistettu noin 86 astetta pohjoisen suunnasta taivaalla', hän sanoo. 'Mutta kummallista kyllä, tähti liikkuu avaruuden halki samaan suuntaan, johon sen napa osoittaa. Regulus liikkuu kuin valtava pyörivä luoti avaruuden halki. Meillä ei ole aavistustakaan, miksi näin on.'
Tähtitieteilijät katselivat Regulusta käyttämällä CHARAn teleskooppeja kuuden viikon ajan viime keväänä saadakseen interferometrisiä tietoja, jotka yhdistettynä spektroskooppisiin mittauksiin ja teoreettisiin malleihin loivat kuvan tähdestä, joka paljastaa sen uskomattoman nopean pyörimisen vaikutukset. Tulokset julkaistaan tänä keväänä Astrophysical Journalissa.
Etelä-Kaliforniassa Wilson-vuoren huipulla sijaitseva CHARA-järjestelmä on kourallinen uusien 'super'-instrumenttien joukossa, jotka koostuvat useista kaukoputkista, jotka on optisesti yhdistetty toimimaan yhdeksi valtavan kokoiseksi teleskooppiksi. Ryhmä koostuu kuudesta kaukoputkesta, joista jokaisessa on halkaisijaltaan yhden metrin valoa keräävä peili. Teleskoopit on järjestetty Y-kirjaimen muotoon, ja uloimmat teleskoopit sijaitsevat noin 200 metrin päässä ryhmän keskustasta.
Yksittäisten teleskooppien valon tarkka yhdistelmä mahdollistaa CHARA-järjestelmän käyttäytymisen ikään kuin se olisi yksi teleskooppi, jonka peili on halkaisijaltaan 330 metriä. Matriisi ei pysty näyttämään haaleita esineitä, jotka on havaittu kaukoputkien, kuten Havaijin jättiläismäisten 10-metristen Keck-teleskooppien, havaitsemiseksi, mutta tutkijat voivat nähdä kirkkaampien kohteiden yksityiskohdat lähes 100 kertaa terävämmin kuin Keck-taulukon avulla. Infrapuna-aallonpituuksilla työskentelevä CHARA-ryhmä pystyy näkemään niinkin pieniä yksityiskohtia kuin 0,0005 kaarisekuntia. (Yksi kaarisekunti on 1/3 600 astetta, mikä vastaa dimen kulmakokoa 2,3 mailin etäisyydeltä katsottuna.) Georgian osavaltion tutkijoiden lisäksi CHARA-tiimiin kuuluu yhteistyökumppaneita National Optical Astronomy Observatoriesista Tucsonissa, Arizissa. . ja NASA:n Michelson-tiedekeskus Kalifornian teknologiainstituutissa Pasadenassa.
CHARA-sarja rakennettiin Georgian osavaltion National Science Foundationin, W. M. Keck Foundationin ja David and Lucile Packardin säätiön rahoituksella. NSF on myös myöntänyt varoja jatkuvaan tutkimukseen CHARA-järjestelmässä.
Alkuperäinen lähde: Georgian osavaltion yliopisto