Вега крутиться вовчком

Приблизно так видно Вігу з Землі. Синій колір відповідає більшій яскравості, червоний — меншій. Хрестиком показано напрямок променя зору (зображення зі статті astro-ph/0603520)

Нові інтерферометричні спостереження дозволили виявити розподіл яскравості по диску Веги. Результати цих спостережень показують, що Вега дуже швидка зірка, яку ми бачимо з полюса.

Вега (острів Ліри) — друга за яскравістю зірка Північної півкулі неба після Арктура (^ Волопаса). Крім того, вона використовується як спектральний і фотометричний стандарт у зоряній астрономії, тобто фотометристи і спектрофотометристи зазвичай намагаються привести свої дані до Веги. Тому, зрозуміло, її параметри потрібно знати якомога точніше. Проте деякі її властивості постійно уточнюються.

Зокрема, давно було помічено, що Вега дещо яскравіше, ніж схожі на неї зірки. Вважали, що це може бути пов’язано з тим, що 1) зірка швидко обертається і що 2) ми бачимо її майже з полюса. Адже якщо зірка швидко обертається, то вона буде сплюснутою. У такому випадку екватор буде холоднішим, ніж полярні області.

Цей ефект обертових зірок відомий як закон гравітаційного потемнення фон Цейпеля. На екваторі зірки так звана ефективна сила тяжкості (effective gravity) менше, тому і енергії туди буде надходити менше. Якщо ми дивимося на зірку з полюса, то завжди буде бачити найгарячіші, а значить і найяскравіші ділянки поверхні.

Емблема проекту NPOI (зображення з сайту www.nofs.navy.mil/projects/npoi)

І ось вдалося показати, що насправді Вега — це зірка, що швидко обертається і спостерігається нами з полюса. За допомогою інтерферометричних спостережень на установці Navy Prototype Optical Interferometer (NAPI), що належить Військово-морській обсерваторії США, вдалося виявити розподіл яскравості видимої поверхні Веги (див. верхній малюнок).

Оптичний інтерферометр NAPI, що знаходиться в Арізоні (США), почав повноцінну роботу в 2001 році. Кілька телескопів, розташованих на відстані близько 250 метрів один від одного, спостерігають один і той же об’єкт. Потім, в результаті обробки сигналу, можна отримати кутову роздільну здатність, відповідну телескопу з розміром об’єктива, рівною відстані між окремими телескопами установки. Зараз у світі є кілька подібних систем (наприклад, спостереження Веги проводилися і на установці CHARA). Найбільш відома система VLT в Чилі. Раніше в рубриці «АНКа дня» я вже розповідав про один результат VLT.

Ця чудова техніка спостережень дозволяє по суті побачити диск зірки. Зверніть увагу, осі проградуйовані в тисячних частках секунди дуги! Радіус зірки видно під кутом менше 2 тисячних секунди!!!

За даними спостережень видно, що полярні області гарячіше екватора (синій колір відповідає більшій яскравості, червоний — меншій). Хрестиком показано напрямок проміння зору. Ми дивимося майже прямо на полюс. Від полюса до екватора температура спадає на 2400 градусів! Щоб це пояснити, потрібно припустити дуже швидке обертання. Швидкість обертання дуже велика: на екваторі вона досягає 270 км/с. Якщо вона була б більше хоча б на 8%, то речовина почала б відтікати від екватора зірки.

На малюнку показано, як обертання призводить до перерозподілу яскравості по поверхні зірки. Більш сплюснуті форми відповідають більш швидкому обертанню (зображення з сайту cfa-www.harvard.edu)

Нові спостереження дозволили уточнити параметри Веги. Вчені змогли точніше визначити поправки, що потрібні для порівняння Веги з моделями для зірок зі слабким обертанням (прямі вимірювання мас виконані в основному для повільно обертових зірок, також і еволюційні моделі найбільш детально розраховані для подібних об’єктів). Маса Веги дорівнює приблизно 2,3 маси Сонця. Вік — 386 +/-16 мільйонів років, це трохи більше, ніж вважалося раніше (хоча в межах помилок значення і збігаються). Однак ці значення чутливі до припущень про хімічний склад Веги. А від хімічного складу, який з високою точністю визначити дуже важко, залежить еволюція зірки. Тому деякі параметри Веги, і особливо вік, ще можуть бути уточнені в майбутньому.

Джерело: D. M. Peterson et al. Vega is a rapidly rotating star // astro-ph/0603520.

Сергій Попов