Возможно, вам покажется странным, но в нашей Вселенной неизвестно идеально круглых объектов. Даже наше Солнце, хотя и кажется нам почти идеальным шаром, на самом деле слегка сплюснуто на полюсах. Причиной этому являются центробежные силы, которые влияют на форму всех небесных тел, от спутников и планет до звезд и галактик.
Однако среди всех известных нам звезд есть одна, которая почти достигла формы идеальной сферы. В 2016 году космический телескоп обнаружил бело-голубую звезду KIC 11145123, также известную как TIC 27458328 и 2MASS J19412534+4845150. Возраст этой звезды оценивается в 756 миллионов лет. Она уникальна тем, что её экваториальный и полярный диаметры отличаются всего на 6 километров, при этом поперечник звезды составляет 3 миллиона километров. Это делает её самым круглым объектом в природе, даже более круглым, чем наше Солнце или любая другая известная учёным звезда!
Эти удивительные свойства были выявлены с помощью астросейсмометрии — метода, который изучает колебания яркости звёзд. На звёздах, как и на Земле, иногда происходят землетрясения, называемые «звёздотрясениями». В недрах многих звёзд периодически возникают мощные акустические колебания, похожие на сейсмические волны в недрах Земли во время землетрясений. А у нейтронных звёзд поверхность может даже трескаться.
Эти волны особым образом влияют на яркость звезды, и, наблюдая за этими изменениями, можно понять, как они распространяются по недрам звезды, включая скорость их достижения экватора и полюсов. Астросейсмометрия также позволяет записывать «звуки» звёзд, переводя и колебания звёзд в звуковой формат.
KIC 11145123, иногда ошибочно называемая Kepler 11145123, находится в созвездии Лебедя на расстоянии 3820,1 световых лет от Земли (по данным приёмника «Кеплера» телескопа TESS за этот год). Это белая звезда A класса, немного больше Солнца. Планет у этой «идеально круглой» звезды пока не обнаружено, как и звёзд-компаньонов.
KIC 11145123 является «карликовой Цефеидой», то есть относится к переменным звёздам типа Дельты Щита. У таких звёзд яркость резко меняется из-за радиальных пульсаций на их поверхностях (фотосферах). В случае с KIC 11145123 это связано с наличием у неё мощного магнитного поля, которое препятствует центробежной силе сделать её более сплюснутой.
На данный момент самым круглым искусственным объектом считается небольшая «сфера Авангардо», которая на 99,9999% состоит из изотопа Кремния-28(Si-28).
Почему сфера не состоит на 100% из кремния? Пока невозможно создать какой-то объект только с одним видом атомов. Достижение чистоты 99,9999% — это уже предел для современной науки. Дальнейшая очистка не только чрезвычайно дорога, но и сопряжена с такими проблемами, как межатомные взаимодействия и физические ограничения современного оборудования.
Диаметр этой сферы составляет 93,75 мм, и она была создана международной группой учёных, включая российских физиков, с целью точного определения числа Авогадро. Это необходимо для окончательного решения «проблемы килограмма».
В отличие от других мер, которые могут быть измерены где угодно благодаря физическим законам и свойствам, килограмм всё ещё привязан к конкретному физическому объекту — цилиндру из сплава платины и иридия, созданному в 1889 году. Ранее самыми круглыми объектами, созданными руками человека, считались спутники LAGEOS. Однако научно-технический прогресс не стоит на месте.
В результате работы учёных максимальная «неровность» поверхности сферы не превысила 97 Нм при диаметре в 93,75 мм. Для сравнения, если бы эту сферу увеличили до размера Земли, неровность составила бы всего лишь 4,5 м!
Стоимость материала, из которого изготавливались сферы, составила 108,558 млн. Р, а цена всего проекта приблизилась к 379,955 млн. рублей. Справедливости ради, это не самый дорогой научный проект.
Измеряя физические параметры сферы и зная точный состав материала, учёные смогли подсчитать общее количество атомов кремния в ней и более точно определить число Авогадро: 6.02214084 (18) * 10 в степени 23 1/моль.
Несмотря на то, что это было самое точное экспериментальное определение константы, точность измерения составила всего лишь 30 миллиардных долей, что не позволяет рассматривать полученную сферу в качестве нового эталона в «Международном бюро мер и весов». Однако учёные, связанные с «Авангардо», планируют создать ещё семь более круглых сфер, чем две предыдущие (первая была неудавшимся проектом и её забраковали).
