على مدى عقود ، لاحظ العلماء أن Regulus ، ألمع نجم في كوكبة الأسد ، يدور أسرع بكثير من الشمس. ولكن بفضل مجموعة تلسكوبية جديدة قوية ، يعرف علماء الفلك الآن بوضوح غير مسبوق ما يعنيه ذلك لهذا الجسم السماوي الضخم.
استخدمت مجموعة من علماء الفلك ، بقيادة هال مكاليستر ، مدير مركز علم الفلك عالي الدقة الزاوي بجامعة ولاية جورجيا ، مجموعة التلسكوبات بالمركز لاكتشاف التشوهات المستحثة دورانيًا في Regulus لأول مرة. قام العلماء بقياس حجم وشكل النجم ، وفرق درجة الحرارة بين منطقته القطبية والاستوائية ، واتجاه محور دورانه. تمثل ملاحظات الباحثين عن Regulus أول ناتج علمي من مصفوفة CHARA ، والتي أصبحت تعمل بشكل روتيني في أوائل عام 2004.
يقول مكاليستر إن معظم النجوم تدور بهدوء حول محاورها الدورانية. على سبيل المثال ، تكمل الشمس دورة كاملة في حوالي 24 يومًا ، مما يعني أن سرعة دورانها الاستوائية تقارب 4500 ميل في الساعة. تبلغ سرعة دوران خط Regulus الاستوائي ما يقرب من 700000 ميل في الساعة وقطرها أكبر بخمس مرات من قطر الشمس. ينتفخ Regulus أيضًا بشكل واضح عند خط الاستواء ، وهو أمر نادر الحدوث.
تتسبب قوة الطرد المركزي لـ Regulus في تمدده بحيث يكون قطره الاستوائي أكبر بمقدار الثلث من قطره القطبي. في الواقع ، إذا كان Regulus يدور بنسبة 10 في المائة أسرع ، فإن قوته الطاردة المركزية الخارجية ستتجاوز قوة الجاذبية الداخلية وسيتطاير النجم بعيدًا ، كما يقول مكاليستر ، مدير CHARA وأستاذ علم الفلك في ولاية جورجيا.
بسبب شكله المشوه ، يُظهر Regulus ، وهو نجم واحد ، ما يُعرف باسم 'سواد الجاذبية'؟ يصبح النجم أكثر سطوعًا عند قطبيه منه عند خط الاستواء - وهي ظاهرة تم اكتشافها سابقًا فقط في النجوم الثنائية. وفقًا لـ McAlister ، يحدث التظليل لأن Regulus يكون أكثر برودة عند خط الاستواء منه عند قطبيه. يقلل الانتفاخ الاستوائي Regulus من قوة الجاذبية عند خط الاستواء ، مما يؤدي إلى انخفاض درجة الحرارة هناك. وجد باحثو CHARA أن درجة الحرارة عند قطبي Regulus تبلغ 15100 درجة مئوية ، بينما تبلغ درجة حرارة خط الاستواء 10000 درجة مئوية فقط. يؤدي اختلاف درجة الحرارة إلى جعل النجم أكثر سطوعًا عند قطبيه بحوالي خمس مرات منه عند خط الاستواء. سطح Regulus شديد الحرارة لدرجة أن النجم في الواقع يزيد سطوعه عن الشمس بحوالي 350 مرة.
اكتشف باحثو CHARA شذوذًا آخر عندما حددوا اتجاه محور دوران النجم ، كما يقول مكاليستر.
يقول: 'نحن ننظر إلى النجم بشكل أساسي عند خط الاستواء ، ويميل محور الدوران بحوالي 86 درجة من الاتجاه الشمالي في السماء'. 'ولكن من الغريب أن النجم يتحرك عبر الفضاء في نفس الاتجاه الذي يشير إليه قطبه. Regulus يتحرك مثل رصاصة هائلة تدور في الفضاء. ليس لدينا أي فكرة عن سبب حدوث ذلك '.
شاهد علماء الفلك Regulus باستخدام تلسكوبات CHARA لمدة ستة أسابيع في الربيع الماضي للحصول على بيانات قياس التداخل التي ، جنبًا إلى جنب مع القياسات الطيفية والنماذج النظرية ، خلقت صورة للنجم تكشف عن تأثيرات دورانه السريع بشكل لا يصدق. سيتم نشر النتائج هذا الربيع في مجلة الفيزياء الفلكية.
تعد مصفوفة CHARA ، الواقعة على قمة جبل ويلسون في جنوب كاليفورنيا ، من بين مجموعة من الأدوات 'الفائقة' الجديدة المكونة من تلسكوبات متعددة مرتبطة بصريًا لتعمل كتلسكوب واحد بحجم هائل. تتكون المصفوفة من ستة تلسكوبات ، يحتوي كل منها على مرآة لجمع الضوء يبلغ قطرها مترًا واحدًا. يتم ترتيب التلسكوبات على شكل 'Y' ، مع وجود التلسكوبات الخارجية التي تقع على بعد حوالي 200 متر من مركز المصفوفة.
يسمح الجمع الدقيق للضوء من التلسكوبات الفردية لصفيف CHARA بالتصرف كما لو كان تلسكوبًا واحدًا بمرآة بعرض 330 مترًا. لا يمكن للمصفوفة أن تظهر أجسامًا باهتة جدًا تم اكتشافها بواسطة التلسكوبات مثل تلسكوبات Keck العملاقة التي يبلغ ارتفاعها 10 أمتار في هاواي ، ولكن يمكن للعلماء رؤية التفاصيل في أجسام أكثر سطوعًا تقريبًا أكثر حدة من تلك التي يمكن الحصول عليها باستخدام مصفوفة Keck بما يقارب 100 مرة. يمكن لصفيف CHARA ، الذي يعمل بأطوال موجات الأشعة تحت الحمراء ، رؤية تفاصيل صغيرة تصل إلى 0.0005 ثانية قوسية. (ثانية قوسية واحدة هي 1/3600 من الدرجة ، أي ما يعادل الحجم الزاوي لعشرة سنتات تُرى من مسافة 2.3 ميل). بالإضافة إلى باحثي ولاية جورجيا ، يضم فريق CHARA متعاونين من المراصد الفلكية البصرية الوطنية في توكسون ، أريزونا . ، ومركز ميكلسون للعلوم التابع لناسا في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا في باسادينا.
تم إنشاء مصفوفة CHARA بتمويل من National Science Foundation ، و Georgia State ، ومؤسسة W.M Keck ، ومؤسسة David and Lucile Packard. كما منحت NSF أموالًا للبحث المستمر في مجموعة CHARA.
المصدر الأصلي: جامعة ولاية جورجيا
