Titokzatos csillagpulzációk kutatása Budapest peremén

518

Az RR Lyrae típusú változócsillagok kozmikus időskálán idős objektumoknak
számítanak, magjukban a hidrogén már héliummá fúzionált. Ezen óriáscsillagok
energiatermelését középpontjukban már a hélium égése, illetve körülötte egy
köpenyben a hidrogén fúziója biztosítja. Jellemzően öregebb csillagokat
tartalmazó rendszerekben fordulnak elő, például gömbhalmazokban, de
megtalálhatók a Tejútrendszer mezőcsillagai között is. Az RR Lyrae-csillagok
körülbelül félnapos periódussal változtatják fényességüket, a fényváltozás
amplitúdója az 1 magnitúdónyit is meghaladhatja. A fényváltozás oka a csillag
pulzációja, azaz sajátrezgése. Közel azonos abszolút fényességük miatt ezek a
csillagok jól használhatók kozmikus távolságmérésre, fényváltozásuk alakja és
periódusa fizikai tulajdonságaikat nagy pontossággal elárulja. Az RR Lyrae
típusú változócsillagok vizsgálata az MTA Konkoly Thege Miklós Csillagászati
Kutatóintézetében
folyó kutatásoknak mindig az előterébe tartozott, az itteni
vizsgálatok számos fontos eredménnyel jelentősen hozzájárultak ezen objektumok
tulajdonságainak megismeréséhez.

Még a múlt század elején S. Blazhko orosz és H. Shapley amerikai csillagászok
kimutatták, hogy nem minden RR Lyrae-csillag fényváltozása szabályosan
ismétlődő, a legnagyobb fényesség időpontja, illetve értéke pár 10 napos
időskálán változhat, azaz ezen csillagok pulzációs fényváltozását valami
modulálja. Az évek folyamán számos elméleti modellt javasoltak az ún.
Blazhko-moduláció magyarázatára, azonban egyik mögött sem áll meggyőző
bizonyíték, illetve a modellek megfigyelési konzekvenciái ellentmondanak a
Blazhko-csillagok megfigyelt tulajdonságainak. Így az igazság az, hogy több mint
egy évszázaddal a felfedezése után még ma sem tudjuk, milyen folyamat okozza a
Blazhko-effektust, ami az RR Lyrae-csillagok asztrofizikában betöltött
jelentőségét figyelembe véve több mint kiábrándító. Mivel azonban az eddigi
eredmények azt mutatták, hogy a Blazhko-effektus az RR Lyrae-csillagok csupán
10-30%-át érinti, az utóbbi évtizedekben az asztrofizikusok nem túl sok
figyelmet szenteltek a jelenség vizsgálatára, illetve fizikai okainak felderítésére. A méréstechnikai lehetőségek rendkívüli
fejlődése ellenére a 2000-es évek elején még nem volt sem olyan kiterjedt
Blazhko-csillag megfigyelés, ami a moduláció részletes és pontos vizsgálatát
valóban lehetővé tette volna, sem olyan statisztikai vizsgálat, amelyik
kifejezetten a moduláció gyakoriságának meghatározását célozta.


A DM Cygni pulzációs fényváltozásának modulációja a svábhegyi
24"-es távcső mérései alapján. Felül két évben fölvett adatok láthatók, balra lent az átlagos pulzációs fénygörbe, jobbra lent pedig az erre rárakódó moduláció lefutása tanulmányozható.

Az MTA KTM CSKI 2003-ban felújított és automatizált sváb-hegyi 24"-es távcsöve (a Normafától pár perc sétára) kiváló lehetőséget nyújtott egy ezeket a méréseket felvállaló program, a Konkoly
Blazhko Survey elindítására. A Jurcsik Johanna által vezetett kutatócsoport az
elmúlt 6 év folyamán 30, az északi féltekéről mérhető, alapmódusban pulzáló,
viszonylag fényes (V < 13 magnitúdó), rövid periódusú (p < 0.5 d),
Blazhko-modulációt a korábbi mérések alapján nem mutató  RR Lyrae-csillagról
végzett kiterjedt fotometriai méréseket. A mintából 14 csillag mutatott
fénygörbeváltozást, ez mintegy 47%-os modulációs gyakoriságot jelent, jóval
nagyobbat, mint a korábbi fotografikus felmérésekbõl becsült 25-30%, illetve a
gravitációslencse-keresési programokban (MACHO, OGLE) talált 10-23%. A különbség
oka elsősorban a korábbi megfigyelések nagyobb mérési pontatlansága, illetve az
adatok rossz időbeli felbontása-eloszlása. A Konkoly Blazhko Survey méréseiből
kiderült, hogy az RR Lyrae-csillagok fényváltozása igen kis amplitúdóval is
modulált lehet, a moduláció gyakoriságának jelentős megnövekedését ezen kis
modulációk kimutatása magyarázza.

A Konkoly Blazhko Survey során felfedezett Blazhko csillagok
modulációs-amplitúdó eloszlásának összehasonlítása a MACHO és OGLE-I, -II
gravitációslencse-mérési programok adatai alapján meghatározott eredményekkel.
Míg a Konkoly Survey adatai azt mutatják, hogy az RR Lyrae csillagok kis
amplitúdójú modulációja igen gyakori, hasonló kis amplitúdójú modulációt a MACHO
és OGLE adatok nem, vagy csak nagyon kevés esetben mutattak.

A jelenlegi, illetve a Konkoly Obszervatóriumból származó korábbi mérések
alapján az is kiderült, hogy egyes csillagoknál a moduláció csak időszakosan
figyelhetõ meg. Emiatt egyetlen, a jelenlegi mérési pontosság mellett nem
"blazhkós" RR Lyrae-ről sem jelenthető ki, hogy fényváltozása nem volt korábban,
vagy nem lesz a jövőben modulált. Mindez arra mutat, hogy a Blazhko-moduláció az
RR Lyrae-csillagok pulzációjának sokkal általánosabb tulajdonsága, mint ahogy
azt korábban feltételeztük. A Blazhko-effektus magyarázata nélkül nem
mondhatjuk, hogy valóban ismernénk azokat a folyamatokat, amelyek ezen
asztrofizikailag jelentős csillagokban végbemennek.

A Konkoly Blazhko Survey eredményeit összefoglaló cikk a Monthly Notices of the
Royal Astronomical Society című folyóiratban jelenik meg (Jurcsik J. és mtsai, megjelenés alatt).

Hozzászólás

hozzászólás