Idegen galaxist vizsgált a Kepler-űrtávcső

217

Magyar kutatók a közeli és távoli kisbolygók vizsgálata után ismét a Kepler-űrtávcső képességeinek határait feszegetik.

Az eredetileg egyetlen célra, exobolygók keresésére épített Kepler-űrtávcső még a várakozásoknál is sokoldalúbb obszervatóriumként született újra a K2 küldetés során. A bolygókon túl szinte minden változócsillag-típust, valamint galaxisokat és naprendszerbeli égitesteket is sikerrel megfigyelt már, jelentős magyar hozzájárulással. A Naprendszer vizsgálata mellett a magyar Kepler kutatócsoport immár az igazán távoli égitestek vizsgálatában is kipróbálta magát. Ugyan az űrtávcső célpontjainak elsöprő többsége a Tejútrendszeren belül található, ám elméletileg képes a legközelebbi törpegalaxisok legfényesebb csillagait is elérni. A K2 első tudományos észlelési kampányának látómezejébe pedig szerencsésen bele is esett egy ilyen objektum. A Leo IV a Tejútrendszer egy igen apró kísérőgalaxisa, amely a Naptól 500 000 fényévre található. Tömegének nagy részét sötét anyag adja, emellett még néhány tízezer, nagyon öreg csillag található benne.

20150908_leo4_kep3
A Leo IV törpegalaxis csillagai a Hubble szemén át. (Forrás: NASA, ESA, T. Brown (STScI))

 

Ezen csillagok közül háromról korábbi felmérések már kiderítették, hogy RR Lyrae típusú pulzáló változócsillagok, vagyis kb. fél napos periódussal felfényesednek, majd elhalványodnak. 21 magnitúdós fényességük alapján éppen hogy, de detektálhatónak tűntek a Kepler 1 m-es távcsövével, ezért az MTA CSFK kutatói pályázatot nyújtottak be a csillagok megfigyelésére. Az adatok pedig igazolták a várakozásokat. Az egyedi mérési pontok valóban pontatlanok lettek, és önmagukban nem sokat értek. Egy óriástávcsővel a Földről például sokkal több fény gyűjthető, mint a Keplerrel. Viszont az űrtávcső 80 napon át folyamatosan mérte a területet, több, mint 3600 fényességmérést elvégezve, így összességében mégis sikerült részletes adatokat kinyerni a fénygörbékből.

20150908_leo4_kep1
Felül: a három csillag és környezete képe a Kepler felvételén. Középen: a csillagok a háttér levonása után. Alul: ugyanez a terület az SDSS katalógusból. Látható, hogy a Kepler felbontása sokkal rosszabb, a csillagok képe összeolvad a környező galaxisokéval. (Forrás: Molnár et al. 2015)

 

Az egyik csillagban egyértelműen változik a fényváltozás amplitúdója, kb. 30 napos periódussal. Ez a Blazskó-effektus, egy jelenség, amiről száz éve nem sikerült kideríteni, hogy pontosan mi okozza. A K2 mérésekből annyi azért kiderült, hogy más galaxisokban is ugyanúgy néz ki, mint a Tejútrendszerben. A fénygörbék pontos alakjának vizsgálatával sikerült megerősíteni, hogy a Leo IV csillagai tényleg ősiek, és nagyon keveset tartalmaznak a hidrogénnél és héliumnál nehezebb kémiai elemekből. Egyben sikerült új rekordot is felállítani: 500 000 fényéves távolságukkal (néhány szupernóvát leszámítva) ezek a legtávolabbi egyedi csillagok, amelyeket a Kepler eddig sikeresen megfigyelt.

20150908_leo4_kep2
A csillagok fényváltozásai 80 nap alatt. Félidőben itt még történt egy adatletöltés. Az egyedi pontok hibája elég nagy, de mivel ugyanaz a fél napos fényváltozás ismétlődik folyamatosan, összeátlagolva nagyon pontos fénygörbét adnak (jobbra). A középső csillagban egy lassabb, kb 30 napos hullámzás is észrevehető. (Forrás: Molnár et al. 2015)

 

A kutatás igazi jelentősége azonban nem pusztán csak az eredményekben rejlik. A Kepler felvételein háromból két csillag képe összeolvadt fényes háttérgalaxisokkal. A csillagok fényváltozásait először le kellett választani a háttérbeli források fényétől. A Molnár László és Pál András (MTA CSFK) vezette csoport sikerrel megoldotta ezt a problémát, és a módszert a jövőben is használni tervezik, nem is csak a K2 mérésekre. A TESS és PLATO űrtávcsövek ugyanis még a Keplerénél is rosszabb felbontással fognak rendelkezni, cserébe a sokkal nagyobb látómezőért. Ez a bolygókeresés szempontjából legfontosabb, fényes csillagok fotometriáját nem fogja különösebben zavarni. Halványabb változócsillagok vagy sűrű csillagmezők, csillaghalmazok esetében azonban sok esetben össze fognak folyni a csillagok képei. Ezekben az esetekben ugyanezt a képlevonáson alapuló technikát kell majd segítségül hívni, így a módszer komoly jövő elé néz.

Az eredményeket bemutató szakcikk az Astrophysical Journal folyóiratban fog megjelenni. A kutatást az MTA Lendület-programja (Lendület-2009, LP2012-31, LP2014-17) és Bolyai János Kutatási Ösztöndíja, valamint az OTKA (K-104607, K-109276 és K-115709) támogatták.

Forrás: Molnár, L.; Pál, A.; Plachy, E.; Ripepi, V.; Moretti, M. I.; Szabó, R.; Kiss, L. L.: Pushing the limits, episode 2: K2 observations of extragalactic RR Lyrae stars in the dwarf galaxy Leo IV, arXiv:1508.05587

Hozzászólás

hozzászólás