Túlélni egy vörös óriás belsejét

641

Sok olyan kettős rendszert fedeztek már fel, amelyben az egyik társ
Napunkhoz hasonló csillag, a másik pedig egy kis tömegű kísérő –
óriásbolygó, vagy barna törpe. Ezek a kettős égitestek azért fontosak
az asztrofizikában, mert a két komponens közötti kölcsönhatások révén a
csillagfejlődést tanulmányozhatjuk és az anyag extrém állapotairól
nyerhetünk információt.

P.F.L. Maxted (Keele University) és munkatársai az
Európai Déli Obszervatórium műszereivel a WD0137-349 jelű objektumot
vizsgálták, melyet korábbi felmérések során először csak egy
jelentéktelen, fémben szegény kék csillagként katalogizáltak. Az első
spektroszkópiai mérések után derült ki, hogy egy durván földméretű, ám
közel naptömegű, nagyon sűrű fehér törpéről
van szó, amelynek ráadásul egy kis tömegű kísérője is van.

 
A WD0137-349 színképei idő szerint sorba rendezve. A
vízszintes tengelyeken a hullámhossz, ill. látóirányú sebesség, a
függőleges tengelyen pedig az észlelések időpontjai szerepelnek. A sötét Hα
vonal a fehér törpe légkörében  keletkezik, a körülötte ellentétes
fázisban mozgó világos vonal pedig a barna törpéhez köthető. A
színképvonalak időbeli változásai a
kettős rendszer keringésére utalnak.  (Forrás:  P. Maxted és
munkatársai)

A kutatók a 8,2 m-es VLT-vel készítettek
nagyfelbontású spektrumokat, melyekkel ki tudták mindkét csillag
mozgását a tömegközéppont körül. A mérésekből kiszámították a
tömegeket, illetve megbecsülték a pálya méretét. Kiderült, hogy a
kísérő a számítások szerint 0,053 naptömegű, azaz egy barna törpe (a
csillagokat a
barna törpéktől elválasztó határ 0,075 naptömegnél húzódik). Ezen
égitestek tömege túl kicsi ahhoz,
hogy magjukban a hidrogén fúziója beindulhasson, ugyanakkor
kialakulásuk után rövid ideig felléphet a deutériumégető szakasz. Az
így termelt energiát aztán életük folyamán lassan, fokozatosan lehűlve
kisugározzák, azaz egy barna törpe hőmérséklete és kora szoros
kapcsolatban áll.

A vizsgált kettős
keringési periódusa igen rövid: alig két óra. A spektrum alapján nem
találtak tömegátadásra utaló nyomot.  A szimulációk szerint
valószínűtlen, hogy a vizsgált kettős később kataklizmikus változócsillaggá
fejlődjön, azaz tömegátadás, és ennek révén csillagfelszíni
termonukleáris reakciók jöjjenek létre.  A WD0137-349-hez hasonló
párok a kettőscsillagok fejlődésében az ún. közösburok-fázis
eredményeként alakulhatnak ki.

 

Fantáziakép egy barna törpe tragikus sorsáról
egy vörös óriás közelében. (Forrás: www.hubblesite.org)

Ilyenkor egy szoros kettőscsillag nagyobb
tömegű komponense vörös óriássá fejlődve bekebelezheti társát, amely a
felfúvódott óriás atmoszférájába kerülve lefékeződik, közben pedig spirális
pályán egyre közelebb kerül a másik csillag magjához. A számítások szerint a
0,02 naptömegnél kisebb tömegű égitestek (óriásbolygók, barna törpék) a
folyamat során elpárolognak. A WD0137-349 esetében a barna törpe
tömege
elegendően nagy volt a közösburok-fázis túléléséhez, így a vörös óriás
külső burkának ledobódása után viszonylag változatlan állapotban
folytathatja fejlődését.

Ez
azonban nem jelenti azt, hogy véget értek a két csillag közös életének
nehézségei: az általános relativitás-elmélet szerint az égitestek
távolsága a kisugárzott gravitációs hullámok miatt lassan csökken.
Nagyjából 1,4 milliárd év múlva a barna törpe keringési ideje már csak
1 óra lesz, anyagát pedig a fehér törpe gravitációs ereje elszívja,
beteljesítve a szomorú sorsú kísérő végzetét.

Forrás: P.F.L. Maxted és munkatársai, Nature, 2006. aug. 3. (astro-ph/0608054)

Hozzászólás

hozzászólás