Астрономи вперше виміряли поляризацію світла зірки, що обертається

Вперше експериментально зареєстровано ефект поляризації світла, що випромінюється зірками в результаті їх швидкого обертання. Для цього колектив вчених з Австралії, Великобританії і США виміряв сигнал від однієї з найяскравіших зірок на небі Регула за допомогою надточного поляриметра. Теоретично цей ефект був передбачений понад 50 років тому. Робота опублікована в.

Відомо, що поляризація світла від сферичної зірки, усереднена по поверхні, дорівнює нулю. Однак якщо з якихось причин сферична симетрія форми зірки порушується, то середня поляризація світла зірки стає відмінною від нуля. Цей ефект був передбачений ще в 1946 році нобелівським лауреатом Субраманьяном Чандрасекаром. Через 20 років після цього в якості однієї з причин можливого порушення сферичної симетрії було запропоновано її сплющування в результаті обертання з дуже великою швидкістю. Однак поляриметри, які використовуються до цього, не дозволяли виміряти поляризацію світлового сигналу з достовірною точністю хоча б для декількох довжин хвиль навіть для найяскравіших зірок.

У своєму новому дослідженні міжнародний колектив вчених з Австралії, Великобританії і США проаналізував поляризацію випромінювання Регула - найяскравішої зірки в сузір'ї Лева і однієї з найяскравіших на всьому нічному небі. Дані були отримані з використанням найбільш чутливого на сьогоднішній день зоряного поляриметра High Precision Polarimetric Instrument (HIPPI), встановленого в обсерваторії Сайдінг-Спрінг. Вченим вдалося виміряти ступінь поляризації світла в діапазоні довжин хвиль від 395 до 618 нанометрів. А об'єднавши нові дані з отриманими ще в 2006 році з поляриметра PlanetPol для довжини хвилі 741 нанометрів, дослідники отримали дані для всього видимого спектру.

Виявилося, що вимірені значення лінійної поляризації склали + 42 мільйонних частки для довжини хвилі 741 нанометр і _ 22 мільйонних частки для довжини хвилі 395 нанометрів. Звернення знака сигналу при зміні довжини хвилі від червоного до синього якраз характерне для поляризації, викликаної обертанням.

Отримані дані вчені використовували для моделювання обертання Регула. В результаті вдалося розрахувати швидкість обертання зірки, орієнтацію осі її обертання, а також розподіл ефективного гравітаційного поля на її поверхні і розподіл інтенсивності та поляризації випромінювання для декількох довжин хвиль.

Виявилося, що Регул обертається з кутовою швидкістю в 96,5 відсотка від критичної швидкості, яка призвела б до його розпаду. При цьому абсолютне значення швидкості обертання на поверхні сягає 320 кілометрів на секунду. При цьому вісь обертання зірки спрямована під кутом 86,3 градуса до напрямку спостереження. Вчені відзначають, що отримані дані чудово узгоджуються з даними про обертання Регула, отриманими раніше за допомогою інтерферометрії. За словами вчених, отримані результати Регула допоможуть надалі вивчити оточення зірки і можливі шляхи її еволюції.

Випромінювання зірки може поляризуватися не тільки через зміну її форми, але і в результаті процесів, що відбуваються зі світловим пучком вже в космосі, наприклад, в результаті двопромінювання в сильних магнітних полях.