Ritka fogás a csillagászok hálójában

A fedési kettőscsillagok (melyek a tömegközéppontjuk körüli keringés során a Földről is észlelhető módon, periodikusan elfedik a másik csillagot vagy annak egy részét) nagyon fontos szerepet töltenek be az asztrofizikában: a fedési fénygörbék, valamint a komponenseknek a színképvonalak periodikus Doppler-eltolódásából kimérhető, látóirányú sebességek görbéi segítségével lehetővé válik a csillagok tömegének és méretének közelítőleg pontos meghatározása, s ezáltal további fizikai paraméterek megbecslése. Mivel egyéb esetekben általában nagyon körülményes, vagy egyáltalán nem lehetséges a csillagok pontos tömeg- és sugármérése, a fedési kettősök vizsgálatának kulcsfontosságú szerepük van a csillagfejlődési elméletek tesztelésében.

A University of California Santa Barbara (UCSB) csillagászai egy nagyléptékű, kizárólag fehér törpecsillagokra fókuszáló megfigyeléssorozat során vették fel az NLTT 11748 jelű objektum fénygörbéjét, melyben rendkívül rövid, mindössze három perc hosszúságú, periodikus elhalványodásokat vettek észre. A spektroszkópiai vizsgálatok (melyeket a 10 m átmérőjű Keck-távcső segítségével végeztek el) megerősítették, hogy egy kettős rendszerről van szó, melynek ráadásul mindkét tagja fehér törpe. A régebbóta ismert fehértörpe-kettősökhöz képest (melyek mindössze pár perc alatt megkerülik egymást) az NLTT 11748 rendszer keringési periódusa (kb. 5,6 óra) relatíve hosszúnak tekinthető.

A kettős több más szempontból is speciális. Egyrészt ez az első olyan fehértörpe-páros, melynél fedéseket figyeltek meg, lehetőséget biztosítva az eddigieknél pontosabb paraméter-meghatározásokra; másrészt az egyik komponens a ritkaságszámba menő, héliumbelsővel rendelkező fehér törpék alcsoportjába tartozik. A legtöbb fehér törpe (melyek Napunkhoz hasonló csillagok fejlődési végállapotait jelentik) magját szén és oxigén (esetleg oxigén és neon) alkotja, míg külsőbb rétegeikben hidrogén és/vagy hélium található (ugyanakkor ismerünk pl. tisztán szénből álló fehér törpéket is). Bár az elméleti szakemberek már korábban felvetették a héliummagú fehér törpék létezésének lehetőségét, sőt, találtak is néhány jelöltet, de alaposabb vizsgálatukra mindezidáig nem nyílt lehetőség.

Az NLTT 11748 speciális komponense igazolta az elméleti feltevéseket, miszerint a héliumbelsejű fehér törpék jóval kisebb tömegűek, ám egyúttal nagyobbak, forróbbak és ezáltal jóval fényesebbek is, mint hagyományos társaik: tömegére 0,1-0,2 naptömeg, míg sugarára kb. 0,04 napsugár (≈ 25 000 km) adódott (a fehér törpék tipikus sugara a Földéhez hasonló, 5-10 000 km-es tartományba esik). A kettős másik tagja egy "átlagos", szén-oxigén belsejű, 0,7 naptömegű, kb. Föld-méretű fehér törpe, mely csaknem 30-szor halványabb társánál.

Fantáziakép az NLTT 11748 fehértörpe-kettős rendszeréről: a képernyő elől ("a Föld irányából") nézve a nagyobb tömegű, ám jóval kisebb komponens épp kezd átvonulni mintegy ötször könnyebb, ám jóval nagyobb méretű társa előtt (S. Howell/P. Marenfeld/NOAO)

A kutatók szerint a rendkívül kis tömegű, héliumbelsejű fehér törpe a két eredeti csillag közötti tömegátadás következtében alakulhatott ki. Érdekes kérdés, hogy a most felfedezett kettős ugyanolyan fejlődési útvonalat követ-e majd, mint a hasonló konfigurációban lévő, normál csillagok (azaz megközelítik egymást, majd kölcsönhatásba lépnek, és érintkező kettőscsillagokká válnak), vagy esetleg más sors vár rájuk? A kérdésre csak több milliárd év múlva kaphatnánk meg a biztos választ, de a csillagpáros további vizsgálata és a paraméterek még pontosabb meghatározása révén sikerülhet megbízható előrejelzéseket készíteni.

Az eredményeket részletező szakcikk a közeljövőben jelenik meg az Astrophysical Journal Letters c. folyóiratban.

Forrás: ScienceDaily, 2010.05.18.