A Harvey Richer (University of British Columbia, Kanada) vezette kutatócsoport
5 napig gyűjtötte a fényt a HST ACS műszerével az Ara (Oltár) csillagképben
található NGC 6397-ről, amely a Naphoz második legközelebbi gömbhalmaz.
A vizsgálatok eredménye egy rendkívül halvány tartományig (kb. 30
magnitúdó látszó fényességig!) hatoló szín–fényesség-diagram, melynek
segítségével a halmazbeli létező leghalványabb csillagok fizikai
tulajdonságaira derült fény.
Ezen a csillagok fényességét ábrázolták színűk (azaz a hőmérsékletük)
függvényében, amivel elkülöníthetők az eltérő csillagfejlődési
állapotban levő objektumok.
A HST felvételén két kinagyított kép mutatja a detektált,
éppen csak pislákoló csillagokat: a felső négyzetben a
leghalványabb hidrogénégető barna törpe, míg az alsó részletkép egy hideg fehér törpe környezetét mutatja. A kép
érdekessége, hogy a gömbhalmaz csillagai között számos extragalaxis
figyelhető meg a háttérben.
A fölvett képek leghalványabb csillagai két csoportba tartoznak: a
vörösebb színű objektumok a hosszú
élettartamú barna törpék 0,08 naptömeg (azaz kb. 80 jupitertömeg)
felett, amelyek még éppen képesek energiát termelni a magjukban; a
kékebb égitestek a születésükkor 1 és 7 naptömegnyi csillagok ma fehér
törpékként megfigyelhető maradványai, amelyek
már csak passzívan sugároznak
lassú hűlésük során.
Az új vizsgálatok elõször mutatták ki a gömbhalmazbeli fehér törpék
elméleti úton már megjósolt "elkékülését", amely a
szín–fényesség-diagram bal alsó sarkában található fehér törpe hűlési
szekvencia "kék kampónak" nevezett részén mutatkozik meg. Ennek oka az,
hogy a 4000 K
hőmérséklet alá hűlt, hidrogénben gazdag csillaglégkörben
kialakulhatnak H2
molekulák, amelyek ütközése során erős, fõként közeli infravörösben
tapasztalható abszorpció jön létre. Ez viszont eltorzítja a csillag
színét a kék tartomány felé, annak ellenére, hogy a hűlés során egyre vörösebb színt várunk.
A bal oldali szín–fényesség-diagram
a látómezőben lévő összes
csillag felhasználásával készült, míg a jobb oldali csak azokat a
csillagokat tünteti föl, melyek a gömbhalmazzal megegyező irányban
mozdultak el több év különbséggel felvett képek között.
A fenti szín–fényesség-diagramon jól látható a fehér törpék
hűlési szekvenciája, amelynek paramétereivel fontos megszorítások
tehetők a halmaz korára. A fekete négyzet a fősorozat jobb alsó részén
az elméleti úton számított, kis tömegű csillagokra vonatkozó
hidrogén-égetési határt jelzi. Megfigyelhető, hogy ennek környékén
ténylegesen
"elfogynak" a csillagok, míg a fehér törpék tartományában szép számmal
detektáltak halványabb objektumokat is. Mindezek alapján a halmaz
kémiai összetétele mellett a legalább 0,083 naptömegű csillagok képesek
stabil, hosszútávú nukleáris energiatermelésre.
Forrás: Science, 2006. augusztus 18.
