Egyszerűen eltűnt néhány csillag az univerzumból – de vajon hová?

11102

A csillagok nem szoktak csak úgy eltűnni – vagy mégis? Évezredeken keresztül elfogadott volt, hogy az égbolt csillagai állandóak és változatlanok. Még akkor is, amikor megtudtuk, hogy ezek a fénypontok olyan fizikai objektumok, mint a saját Napunk, az egyik fő feltételezés az volt, hogy nagyon lassan, évmilliók vagy évmilliárdok alatt történnek csak rajtuk nagy változások. Amikor a legnagyobb tömegű csillagok életük végére érve hirtelen kataklizmikus változásokon mennek keresztül, azt eltéveszthetetlen, akár százmillió fényévre látszó, hónapokig megfigyelhető szupernóva-robbanás kíséri.

De mi van akkor, ha némely csillag egyszerűen csak hirtelen eltűnik? Minden jelenlegi ismeretünk alapján ez lehetetlen, de csillagászok egy csoportja az elmúlt években azt kutatta több évtizednyi megfigyelési adatot átbogarászva, hogy előfordulnak-e ilyen esetek. A VASCO (Vanishing and Appearing Sources during a Century of Observations) projektben mindenféle hirtelen eltűnő objektumot keresnek. Ideális esetben olyan csillagokra vadásznak, amik hosszú időn keresztül megfigyelhetőek voltak, és egy szép napon egyszerűen csak eltűntek – most pedig a legnagyobb távcsövekkel is csak hűlt helyüket találnánk.

A kutatás 2017-ben kezdődött, azóta pedig egyre több különféle területen dolgozó csillagász figyelmét felkeltették, pl. aktív galaxismagokkal, csillagok fizikájával, vagy éppen földön kívüli intelligens élet keresésével foglalkozókét. Habár az eddigi ismereteink alapján a csillagok roppant lassan változnak, a drámai eltűnéseknek pedig látványos nyoma marad, nem jelenthetjük ki, hogy minden csillag egyformán világít. Az égbolton rengeteg olyan csillag van, ami folyamatosan változtatja a fényességét. A VASCO projekt viszont egészen más. Lehet tudni, hogy vannak változócsillagok, de a fényességük általában legfeljebb néhány éves periódussal változik. Ebben a kutatásban olyan csillagokat keresnek, amelyek teljesen egyenletes fényességűek voltak addig a pontig, amíg nyom nélkül el nem tűntek. Nincs még ilyen feljegyzés, ezért ha sikerülne felfedezni, az akár alapjaiban új fizikához vezethet el minket.

A nagy tömegű csillagok életük végén szupernóvaként robbannak fel, ezeket az akár galaxisoknál is fényesebb eseményeket azonban nehéz nem észrevenni. (Forrás: NASA, ESA)

Az elmúlt években az automatizált távcsöves felmérések fejlődésének köszönhetően olyan tempóval tudjuk a teljes égboltot feltérképezni, amilyenről a csillagászok korábbi generáció álmodni se mertek. Például a kaliforniai Mount Palomar ZTF (Zwicky Transient Facility) fejlett kamerája a Samuel Oschin teleszkóppal ötvözve ultranagy látómezejével 3 nap alatt fel tudja térképezni a teljes onnan látható égboltot (ezalatt kétszer is végighaladva a Tejút sávján). Ennek köszönhetően jóval nagyobb eséllyel detektálhatunk tranziens eseményeket. Ezek olyan felvillanások, amelyeket távoli csillagok intenzív csillagkitörései, vagy más, nagy energiafelszabadulással járó és ritka események okoznak, pl. a titokzatos gamma-felvillanások.

Nagy különbség van azonban megjelenő és eltűnő csillagok keresése között. Az olyan projektek, mint pl. a ZTF, roppant rövid időskálájú eseményeket keresnek; ebben a projektben viszont eltűnő (vagy éppen megjelenő) csillagokra vadásznak, amihez hosszú ideig tartó megfigyelési adatokra van szükség. Ehhez 70 éves adatokkal vetik össze a mai égbolt képét, olyan területek után kutatva, amelyek megváltoztak. Ehhez a már említett Samuel Oschin teleszkóp 1950-es években végzett égboltfelméréseit vetik össze a Pan-STARRS (Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System) ikerteleszkópjainak modern méréseivel.

Az 1950-es években készített égboltfelmérés fotólemezeit az USNO (US Naval Observatory) munkatársai szkennelték be. Ezek még az űrkorszak előtt készültek, az expozíciós idők pedig elég hosszúak ahhoz, hogy az aszteroidák elkülönüljenek a csillagoktól. (Forrás: ESO)

Az összes felmérés szabadon hozzáférhető, online elérhető. A kutatócsoport az Uppsalai Egyetem informatikusaival közösen készített egy civil kutatói honlapot is, ahol bárki segíthet a képek összehasonlításában. A kérdést sokféleképpen meg lehet közelíteni, például mesterséges intelligencia fejlesztésén is dolgoznak; a lényeg, hogy legyenek adataik. A honlap célja, hogy az érdeklődő, kíváncsi emberek is segíthessenek a képek összehasonlításában – ha különös eseteket találnak, azoknál hagyhatnak kommentet is, a kutatócsoport tagjai pedig megkeresik őket idővel.

Minden egyes objektumot, amit az USNO katalógusban megjelölnek, hogy nincsen egyértelmű párja a Pan-STARRS adatok közt, egyesével meg kell vizsgálni. A kutatók ekkor formájukat, fényességüket és más jellemzőiket analizálják, hogy kizárják a képi hiba lehetőségét. Sosem lehet garantálni, hogy nem valamilyen fotólemez-hibával találkozunk, de a legnyilvánvalóbb esetekre tudunk szűrni. Ezután mélyebbre mennek pl. az SDSS (Sloan Digital Sky Survey) katalógusaiba, vagy a Dark Energy Camera Legacy Survey adataiba merülve, ahol a hiányzó objektumok nyomai után kutatnak. A csoport ezenkívül az érdekes jelölteket az Európai Űrügynökség (ESA) Gaia asztrometriai űrobszervatóriumának méréseivel is összeveti.

A VASCO kutatói többek között az Európai Űrügynökség Gaia teleszkópjának mérési adataiban is ellenőrzik a kérdéses ,,hiányzó” csillagokat. (Forrás: ESA)

Eddig a felmérésben több mint 800, látszólag hiányzó csillagot találtak, amelyek közül még sokat kell részleteiben tanulmányozni. Habár eddig nincsen tökéletes találat az elképzelt ideális objektumra (egy hosszú életű, stabilan fénylő csillag hirtelen eltűnésére), sok jelölt roppant érdekes. Számos olyan rövid életű tranziens objektumot találtak, amelyek az egyik képen ott vannak, a következőn pedig már nem. A legtöbb jelölt ezek közé tartozik, de vannak más objektumok is, amikről még nem tudják, micsodák pontosan. Az átmeneti objektumok nem tűnnek M-törpék kitöréseinek vagy bármilyen szupernóvának sem. Más, kevésbé valószínű lehetőségek a változócsillagok, kataklizmikus változók vagy nóvák (kettős rendszerekben keringő fehér törpecsillagok kitörései). Egyik megjelölt forrás sincs közel ismert változókhoz, a nóva rendszerekben pedig legalább halványan látszania kellene a társcsillagnak, még ha a fehér törpe nem is látszik (a modern felmérésekben).

Lehetséges, hogy gamma-kitörések vagy gyors rádiókitörések valamilyen optikai utófénylését látjuk. Ezeknek a nagy energiájú kozmikus kitöréseknek még kevéssé ismerjük a forrásait, de vélhetőleg ahogyan csökken az energiakibocsátásuk, rövid időtartamokra láthatókká válnak. Az ilyen kitörések a becslések szerint 8 – 10 magnitúdós, néhány perc alatt eltűnő felfényesedésekkel járhatnak; a helyükön viszont nem marad látható nyom, még nagy teleszkópokkal nézve sem. Persze rengeteg munka még a 800 jelöltet megvizsgálni, de valószínűleg többféle objektumot fognak találni közöttük.

Az idősödő vörös óriáscsillagok is ,,eltűnhetnek”, ahogy fehér törpévé alakulva levetik külső rétegeiket, de ez a folyamat több száz, több ezer évig tart, látványos planetáris ködöt hagyva maga után. (Forrás: NASA, ESA)

Ha a 800 jelöltből valamelyik ideális eltűnő csillagnak bizonyul, vajon mi lehet rá a magyarázat? Az egyik lehetőség, hogy úgynevezett ,,bukott” szupernóvával van dolgunk. Ez egy olyan óriási csillag, elképesztő nagy tömegű maggal, amely fekete lyukká omolva össze belülről kifelé emészti fel a csillagot, elvágva annak a nukleáris fúziónak az áradatát, ami normálisan a szupernóva-robbanásokat kíséri. Ebben az esetben nem maradna látható maradvány.

A kutatást vezető Beatriz Villarroel szerint azonban ez a magyarázat nem igazán valószínű, ilyen eseményeknek ugyanis a becslések szerint kb. három évszázadonként egyszer kellene történnie, kicsi az esélye tehát, hogy a VASCO véletlenül rábukkan egy ilyenre. Egyelőre nehéz olyan más természetes folyamatokat elképzelni, amelyek egy csillag eltűnését okozhatják; ameddig pedig nem találnak olyan jelöltet, amit alaposan megvizsgálhatnak, nincs sok értelme új fizikán spekulálni. Ez viszont felvet egy másik lehetőséget, ami a kezdetektől izgatja a VASCO kutatóinak a fantáziáját: a látszólag lehetetlen csillagászati események talán fejlett idegen civilizációk létezését fedhetik fel számunkra.

Nagy tömegű csillagok magjában is alakulhatnak ki fekete lyukak, belülről kifelé emésztve fel a csillagot. (Forrás: Getty Images)

A távcsövek méretének és érzékenységének növelését a számítógépek hatalmas tempóban növekvő kapacitásával kombinálva a csillagászat is megérkezett a ,,big data” korszakába. Több SETI (Search for ExtraTerrestrial Intelligence) kutató is amellett érvelt, hogy nagyobb valószínűséggel találunk megmagyarázhatatlanul viselkedő csillagokon vagy más objektumokon keresztül idegen civilizációkat, mint szándékosan (vagy véletlenül) felénk irányított rádiójelek után kutatva.

Az elméletek szerint egy kellőképpen fejlett civilizáció képes lehet máshogyan nem magyarázható módon átalakítani csillagokat. Ennek klasszikus példái a Dyson-gömbök, olyan csillagok köré épített struktúrák, amellyel a csillag energiaforrásait lehet nagyon hatékonyan kinyerni. Arthur C. Clarke tudományos-fantasztikus író fogalmazta meg, hogy bármilyen kellőképpen fejlett technológia már-már megkülönböztethetetlen a varázslástól. Ha a csillagok eltűnésére semmilyen természetes magyarázatot nem találunk, akkor az intelligens földönkívüliek közbenjárása mindenképpen valószínűbb magyarázat, mint valamilyen természetfeletti jelenség.

Egy igazán fejlett idegen civilizáció sokféleképpen el tudna tüntetni egy csillagot, például a fényét kitakarhatja egy energiatermelő Dyson-gömbbel. (Forrás: Alamy)

Ha az idegen civilizációkat számításba vesszük, számos magyarázatra lelhetünk, Dyson-gömbökre vagy más struktúrákra, például jelzőfényekre, amelyeket ki-be kapcsolgatnak (vagy rövid időre pontosan felénk mutatnak). Az is lehet, hogy egy fejlett civilizáció rendelkezik olyan technológiai megoldásokkal, hogy a számukra útban levő csillagokat el tudják tüntetni. Még az eddig megfigyelt vörös tranziens csillagoknak is lehet mesterséges magyarázata. Az első hipotézis persze mindig valamilyen természetes megoldás keresése (és nincs is még okunk kizárni ezeket), de, ha már földönkívüli spekuláló üzemmódba kapcsolunk, akkor például egy lézersugárral lehetne ilyen tranziens jelenséget okozni.

Az eltűnő csillagok egyik rendkívüli magyarázata lehet, hogy valójában óriási csillaghajókat figyelünk meg. Ebben az esetben a fényük valójában nem tűnt el, csak elhaladtak. (Forrás: Getty Images)

Villarroel finoman célozgatott rá, hogy már vannak érdekes felfedezéseik az adatokban, amelyek hivatalos publikálásra várnak, de a VASCO projekt addig is megy tovább. Az eddigi jelöltek közül még rengetegen várnak alapos vizsgálatra, csak a teljes égbolt egy negyedét nézték eddig át. Remélhetőleg minél több lelkes civil kutató bekapcsolódásával egyre gyorsabban fog haladni a projekt, emellett pedig az automata algoritmusok is segíthetnek (de az emberi ellenőrzést egyelőre nem tudják helyettesíteni).

Nem tudunk még semmilyen olyan folyamatról, ahol egy csillag csak eltűnne, leszámítva a feltételezett bukott szupernóvákat. Az eltűnő csillagok éppen ezért roppant érdekesek, mert eddig még nem figyeltünk meg ilyesmit a természetben. A projekt fő célja pedig éppen az, hogy olyan dolgokat keressünk, amelyekről azt hittük eddig, hogy lehetetlenek.

Forrás: Space.com

Hozzászólás

hozzászólás