Вероятно, вы слышали о нейтронных звёздах или даже о пульсарах (что одно и то же, по сути) или даже о всяких кварковых звёздах... Но речь пойдёт совершенно не об этих экзотических объектах, а о звёздах — настоящих, в которых идут термоядерные реакции синтеза.
Пожалуй, одна из самых интересных в этом плане звёзд — это звезда Ахернар (звезда созвездия Эридана, не видна из России), которая вовсе не похожа на своих собратьев и представляет собой не шар, а, скорее, сплюснутый сфероид (или, в более общем виде — эллипсоид вращения), похожий на мяч для регби.
Форму звезды Ахернар не разглядеть с Земли в обычный или даже в крупный телескоп. Хоть Ахернар и является яркой голубой звездой с общей массой около 8 масс Солнца и светимостью более чем в 3000 раз больше, чем у нашей звезды, радиусом в 12 солнечных, и находится от нас всего в 139 световых годах, всё равно она неподвластна никаким одиночным оптическим телескопам. Ну, что же, в дело вступают интерферометры. Такие как VLT — или Очень Большой Телескоп в Чили.
VLT в режиме интерферометра (объединение многих одиночных телескопов в один таким образом, что расстояние между телескопами становится как бы размером зеркала, которым они наблюдают) может получить изображение дисков близких звёзд. Изображение звезды полученное с помощью интерферометра схематично представлено ниже:
Ахернар является одной из наименее сферических звезд из всех изученных. Звезда вращается с экваториальной скоростью 260—310 км/с, что составляет до 85 % от критической скорости отрыва (когда звезда может развалиться на части). Именно из-за такой большой скорости вращения Ахернар сильно сплющена — её экваториальный диаметр более чем на 50 % превышает её полярный диаметр.
Но на 2018 год рекордсменом скорости вращения является звезда VFTS 102 со значением более 500 км/сек (а то и все 600 км/c)! О ней-то мы и поговорим ниже. 500 км/c — это вам ни о чём не говорит? Но это в 300 раз быстрее, чем у нашего Солнца! Снова ничего не говорит? А так: эта звезда в 25 раз более массивная, чем Солнце, и если бы она имела такой же диаметр как наша звезда, то полный оборот занимал бы у неё всего 2 часа!
На момент измерения её скорости VFTS 102 — самая быстрая массивная звезда, вращающаяся вокруг собственной оси, известная науке (быстрее неё вращаются лишь барабаны стиральной машины:), шутка, нейтронные звёзды).
Эта звезда ещё и необычна тем, что находится не в нашей галактике, как мы привыкли думать обо всех звездах, а в соседней — Большом Магеллановом Облаке — галактике-спутнике Млечного Пути. И расстояние до неё уже в 1000 раз больше, чем до предыдущей звезды - 163 000 световых лет!
Как же эти ребята-астрономы установили, что и эта звезда такая сплющенная и так быстро вращается? Оптические наблюдения VLT уже не помогут, даже в режиме интерферометра, все-таки в 1000 раз дальше... Но есть спектральные наблюдения. У каждой звезды есть спектр - т.к. она излучает свет, мы можем его разложить с помощью призмы и получить информацию о составе, температуре звезды и о том, как быстро она вращается.
Делается это так: по эффекту Доплера, если от нас что-то удаляется, то длина волны этого чего-то растягивается, и оно "краснеет", а если приближается — то длина волны становится меньше (синеет). Так называемое "красное" или "синее" смещение — и есть этот эффект Доплера для света. Это если источник большой и мы можем разглядеть его части, одну часть, которая "летит" к нам, когда объект вращается, и другую, которая "летит" от нас — красную. Таким образом линии спектра на границах объекта будут смещаться то в синюю, то в красную сторону. Проще всего это заметить на быстро вращающихся объектах, вокруг которых находится газ, например, черных дыр с аккреционным диском.
Но вернёмся к нашей звезде: если объект находится достаточно близко, наблюдатели увидят, что один край смещен в синий цвет, а другой край — в красный цвет, когда объект вращается вокруг своей оси — это понятно. Но если объект находится очень далеко — настолько далеко, что объект выглядит как крошечная точка света, — тогда свет из всех областей объекта виден сразу.
Если объект вращается быстро, эта смесь длин волн приведет к расширению отдельных спектральных линий. Такое явление известно как "вращательное расширение" (rotational broadening). Затем астрономы ищут сдвиги в длинах волн линий спектра от одного конца до другого в свете, излучаемом объектом. Чем больше ширина спектральной линии, тем выше прогнозируемая скорость вращения. Как представлено ниже на схеме:
Таким образом, нам не надо непосредственно наблюдать звезду в оптике, глядя на неё через окуляр телескопа. Достаточно снять спектр звезды, который расскажет нам о её составе, температуре и о том, как быстро она вращается и похожа ли она на мяч для регби или нет.
Причины такого вращения доподлинно неизвестны, но по общепринятой гипотезе (для звезды VFTS 102) — это может быть слияние двух звёзд и последующее ускорение получившегося объекта по закону сохранения момента количества движения.
Например, в случае, если бы все планеты внезапно упали на наше Солнце, то оно стало бы вращаться в 50 раз быстрее, чем сейчас, поскольку момент количества движения (или момент импульса) всех тел должен будет сохраниться, а масса всех планет очень мала по сравнению с Солнцем
И не забывайте подписаться на канал - вас ждёт много интересного!
