Csillagszennyező bolygók

852

Az első exobolygó 1995-ös felfedezése óta egyre tisztábban látszik a megfigyelési adatokból, hogy a héliumnál nehezebb elemekben (azaz csillagászati terminológiában: fémekben) gazdag csillagokra jellemzők a bolygók: átlagosan kétszer annyi fémet tartalmaznak a bolygós csillagok, mint bolygó nélküli társaik. Az azonnal felvetődő kérdés: vajon a sok fém jelenléte elősegíti valamilyen módon a bolygókeletkezést, vagy éppen fordítva, a bolygó jelenléte miatt található több fém. A klasszikus tyúk és tojás probléma első esete azt jelentené, hogy a bolygós csillagok egésze, így magjuk is gazdagabb fémben, míg a második lehetőség szerint a bolygóból származó por (illetve a bolygókeletkezést lehetővé tevő törmelékkorong) beszennyezi a csillag felszínét és kizárólag csak a külső réteget érinti ez a fémdúsulás.

Amikor felvesszük egy csillag színképét, valójában csak a külső rétegeket látjuk és nem lehetünk biztosak abban, hogy a csillag összetétele mindenhol ugyanolyan. Ha egy bolygóról por/törmelék hullik a csillagára, az anyag a csillag külső rétegeiben maradhat, aminek nyomai kimutathatók színképelemzéssel.

Bolygóközi por egy fiatal csillag, a HD 107146 körül a Hubble Űrtávcső felvételén. Ilyen lehetett Naprendszerünk is a bolygók keletkezése idején.

Egy nemzetközi kutatócsoport azt vizsgálta meg, hogy felfúvódott vörös óriások esetén is megtalálhatóak-e bolygótól származó szennyezés nyomai a spektrumban. Ezek az égitestek sokkal öregebb csillagok, mint a Nap, aminek eredményeként a magjukban már minden hidrogént elégettek, majd felfúvódtak, felszíni hőmérsékletük pedig lecsökkent. Amennyiben a bolygók léte igényli a fémekben feldúsultságot, akkor az exobolygós óriáscsillagok is ugyanolyan fémgazdag objektumok, mint a Nap típusú törpe társaik.

A kutatók meglepő eredményre jutottak: a 14 exobolygós vörös óriás fémességeloszlása teljesen átlagos, semmilyen szempontból nem különbözik a tipikus óriáscsillagok összetételétől. Másképpen szólva úgy tűnik, hogy a normál, Nap típusú csillagoknál korábban tapasztalt fémesség-anomália eltűnik, ahogy a csillagok öregednek és felfúvódnak.

Erre a legvalószínűbb magyarázatot a különböző típusú csillagok szerkezetének különbsége adja: a Napnak és egy vörös óriásnak nagyon eltérő méretű konvektív zónája van, ami a csillagok anyagát hatékonyan képes elkeverni. A konvektív zónában az energia ún. konvektív cellákban terjed, hasonlóan a forrásban lévő víz bugyogásához, ahol a melegebb csomók felszállnak, helyükre pedig a lehűltek visszasüllyednek. A Nap esetében a konvektív zóna az össztömegnek mindössze 2%-át teszi ki, míg vörös óriásokban akár 35-ször ekkora is lehet. Ennek következtében egy esetleges bolygóból eredő szennyezés 35-ször ritkább egy vörös óriásban, mint egy Naphoz hasonló csillagban, azaz teljesen kimutathatatlanra hígul.

Nap típusú törpék és vörös óriáscsillagok belső szerkezete. A két csillagtípus egymáshoz viszonyított méretaránya a jobb alsó sarokban látható.

Habár az adatok értelmezése nem egyszerű, a legegyszerűbb magyarázat szerint a Nap típusú exobolygós csillagok azért gazdagabbak fémekben, mert vékony légkörükben összegyűlik a rájuk hullott bolygóközi anyag, míg vörös óriások esetén ez teljesen felhígul a kiterjedt csillaglégkörben.

Forrás: ESO-PR-29-07

Hozzászólás

hozzászólás