Egy ősi galaxisütközés idejének meghatározása a TESS-űrtávcsővel

3163

A déli féltekéről látható fényes csillag, a ν (nu) Indi vizsgálata új információval szolgált egy ősi galaxisütközés részleteiről. A kozmikus karambol a Tejútrendszer és egy kisebb, Gaia-Enceladusnak nevezett galaxis között ment végbe nem sokkal kialakulásuk után.

Egy nemzetközi csillagászcsoport a Birminghami Egyetem vezetésével olyan új módszert dolgozott ki, ami egyetlen ősi, fényes csillag alapos vizsgálatán keresztül enged bepillantást a Tejútrendszer történetébe. Az idős csillagok kozmikus fosszíliákként őrzik fejlődésükre és kialakulási környezetükre vonatkozó jellegzetességek nyomait. A csoport földi és űrbeli adatokat is használt a korábban nem alkalmazott módszerhez szükséges információk kinyerésére. A kutatócsoport tagja Szabó Róbert (CSFK, Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézet), az MTA CSFK Lendület Lokális Kozmológia Kutatócsoport vezetője is.

Részlet a déli ég égbolt TESS által megfigyelt területéből. Kék körrel a nu Indi helyét mutatjuk, a Tejútrendszer sávja bal oldalon alul húzódik, a déli ekliptikai pólus pedig a kép tetején látszik. Az ábra a TESS által megfigyelt 1., 12. és 13. szektorok egyesítésével készült. [Forrás: J. T. Mackereth].
A csillag korát természetes rezgéseinek megfigyelésével határozták meg, a módszert csillagszeizmológiának hívjuk. Az adatokat a NASA TESS-űrtávcsöve (Transiting Exoplanet Survey Satellite) szolgáltatta. A 2018-ban indított űreszköz csaknem a teljes égboltot átvizsgálja a csillagok körül keringő bolygók után kutatva, miközben magukat a csillagokat is tanulmányozza. Amikor az Európai Űrügynökség (ESA) Gaia missziójának adatait is bevonták a detektívsztorivá kerekedő vizsgálatba, kiderült, hogy az idős csillag a Tejútrendszer fiatalkorában keletkezett, körülbelül 11,5 milliárd évvel ezelőtt, de a Gaia-Enceladus ütközés megváltoztatta a csillag galaxisbeli mozgását.

“Mivel a ν (nu) Indi mozgását a Gaia-Enceladus ütközés befolyásolta, az ütközésnek a csillag születése után kellett bekövetkeznie” – mondja Bill Chaplin, aki az asztrofizika professzora a Birminghami Egyetemen, és a tanulmányt vezette. „Így tudtuk a csillagszeizmológia révén meghatározott kor segítségével jobban behatárolni a Gaia-Enceladus ütközés időpontját.”

Az animáció ( https://www.youtube.com/watch?v=uCnFWYa7_68&feature=youtu.be ) a Tejútrendszer három csillagának sematikus galaktikus pályáját mutatja felülről (balra) és oldalról (jobbra) a következő félmilliárd évre vonatkozóan. Galaxisunk határát szaggatott vonal jelzi. A három csillag: a nu Indi, a Nature Astronomy cikkben taglalt csillag; egy a Tejútrendszerrel történt ütközés után a Gaia-Enceladus galaxisból befogott csillag, és a Nap. A befogott csillag Galaxisunk külső régióiból érkezett a Gaia-Enceladus ütközés révén, ezért nagyon elnyúlt pályája van. Az ütközés befolyásolta a nu Indi mozgását és pályáját is. Figyeljük meg, hogy ennek a csillagnak a pályája mennyire különbözik Napunkétól.

„Mivel a Gaia-Enceladus sok csillagát látjuk, úgy gondoljuk, hogy nagy hatása kellett, hogy legyen Galaxisunk fejlődésére” – mondja Ted Mackereth (Birminghami Egyetem), a tanulmány társszerzője. „Ennek kutatása ma nagyon népszerű téma a csillagászatban, és ez a vizsgálat fontos előrelépést jelent abban, hogy megértsük, mikor történt az ütközés.”

Bill Chaplin hozzátette: „Ez a munka ékes példája a TESS csillagszeizmológiai potenciáljának, és annak, hogy mi minden lehetséges, amikor többféle világszínvonalú adathalmaz áll rendelkezésre egyetlen, fényes csillagról.”

A kutatás eredményét a Nature Astronomy c. folyóiratban publikálták. Szabó Róbert, a kutatás magyar résztvevője szerint: „Az eredmények azt is szépen mutatják, hogy az exobolygók felfedezésére kifejlesztett, pontos fényességmérést végző űrtávcsövek programjaiból nem csak egy szűk kutatási terület az exobolygórendszerek vizsgálata – profitál, hiszen a csillagok fizikája,  a szupernóvák, a távoli galaxismagok, sőt a Naprendszerbeli objektumok vizsgálata, jelen esetben pedig a Tejútrendszer kialakulásának és fejlődésének kutatása is felhasználja a TESS-hez és a Gaia-hoz hasonló űrprogramok eredményeit.”

Forrás:

  • Chaplin és mtsai (2019). “Age dating of an early Milky Way merger via asteroseismology of the naked-eye star nu Indi”. Nature Astronomy, 2020

További információk:

Szabó Róbert Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont, Csillagászati Intézet, email: szabo.robert@csfk.mta.hu

Hozzászólás

hozzászólás