Porképződés a fiatal Univerzumban

717

A galaxisok, a csillagok és a bolygók keletkezése során egyaránt fontos szerepe van a csillagközi térben lévő pornak. Az egyes galaxisokban található poranyag jórészt a csillagok életéhez köthető, kozmikus körfolyamat eredményeképpen áll elő. Míg a csillag- és bolygókeletkezési folyamatokban jelentős mennyiségű por vesz részt, addig a por kialakulása – jelenlegi ismereteink szerint – főként a csillagok különböző típusú végállapotaihoz köthető.

A legfontosabb forrásként a Naphoz hasonló, vagy annál néhányszor nagyobb tömegű csillagok szolgálnak, életük késői szakaszában. Az ún. aszimptotikus óriás állapotban a csillagok magjában már nincs hidrogén és hélium; szénből és oxigénből áll központjukat rétegesen övező hélium- és hidrogénhéjakban termelik az energiát. Méretük ekkorra jócskán (akár két nagyságrenddel) megnő a fősorozati állapothoz (vagyis a magbéli hidrogénégetés időszakához) képest, vörös óriáscsillagokká válnak. Tömegük (és így gravitációs vonzóerejük) ugyanakkor nem nő, így a hatalmassá duzzadt légkör külső rétegeiből folyamatosan áramlik ki az anyag. Végül a csillaglégkör nagy része ledobódik (ezekből alakulnak ki a planetáris ködök), míg a csillagmag inaktív fehér törpecsillagként végzi.
A Napnál kicsit nagyobb tömegű csillagok aszimptotikus óriás fázisában a konvekciós folyamatok olyan erősekké válnak, hogy idővel a mélyebb rétegekből nagy mennyiségű szén jut a felszínre, majd a kiáramló anyagba is – s így szénben gazdag por képződik (ezen csillagokat a színképükben megjelenő, erős szénvonalak miatt "széncsillagoknak" is nevezik).

A folyamatosnak nevezhető porképződés mellett időszakos események, így például a nagyon nagy tömegű (>8 naptömeg) csillagok halálát jelentő szupernóva-robbanások során is keletkezhet por. Hogy a porszemcsék mekkora hányada vészeli át a hatalmas csillagrobbanások során létrejövő nagyenergiájú sugárzás hatásait, illetve hogy a detektált pormennyiség valóban a robbanás hatására kondenzálódik, vagy még a csillag korábbi fejlődési fázisaiban zajló tömegvesztési folyamatok eredménye, még szakmai viták tárgyát képezi – de a szupernóvák porképződésben, valamint az Univerzum héliumnál nehezebb elemekkel való "beszennyezésében" játszott alapvető szerepe elvitathatatlan.

Az utóbbi évek megfigyelései alapján már a korai Univerzumban is jelentős volt a porképződés. Ezt ugyanakkor nem tulajdoníthatjuk a már említett vörös óriáscsillagoknak, mivel a Naphoz hasonló csillagok csak évmilliárdok alatt jutnak el fejlődésük ezen szintjére. Ezért a szakemberek főként a szupernóvaként felrobbanó csillagokat (melyek néhány tízmillió év alatt leélik életüket), valamint – még újabb elméletek és megfigyelések alapján – a gigantikus fekete lyukakat rejtő aktív galaxismagokat tekintik a fiatal Világegyetem "porgyárainak".

A Sculptor törpegalaxis a Palomar Digitális Égboltfelmérés során készített felvételen. Fehér nyíl jelzi a MAG 29 pozícióját, a felső, fényes vörös objektum egy közeli előtércsillag (Palomar Digitized Sky Survey)

A G. Sloan (Cornell University, USA) által vezetett kutatócsoport felfedezése azonban arra utalhat, hogy a Napnál nagyobb tömegű, ugyanakkor a szupernóvává váláshoz nem elég masszív csillagok már relatíve korán bekapcsolódhattak a poranyag termelésébe. Sloan és munkatársai a Spitzer infravörös űrtávcsővel vizsgálták a közeli (mintegy 280 ezer fényévre lévő) Sculptor törpegalaxist (Tejútrendszerünk egyik kísérőgalaxisa, a Lokális Galaxiscsoport tagja). A héliumnál nehezebb elemekben rendkívül szegény galaxis nagyon hasonlít az Univerzum távoli tartományaiban, fiatal állapotukban megfigyelhető csillagvárosokhoz.

A kutatók a MAG 29 jelű széncsillag infravörös színképeinek elemzése során intenzív portermelésére utaló nyomokat találtak. Sloan és kollégái szerint a közeli, fémszegény törpegalaxis egyfajta "időgépként" szolgálhat a tudósok számára, mivel a vizsgálatok eredményei alapján következtetni lehet a fiatal Világegyetem hasonló galaxisainak tulajdonságaira is. A mostani felfedezés azt jelentheti, hogy az Ősrobbanás után néhány százmillió évvel már a néhány naptömegű vörös óriáscsillagok is részt vállalhattak a kozmikus pormennyiség létrehozásában.

Az eredményeket részletező szakcikk a Science folyóirat január 16-i számában jelent meg.

Forrás: ScienceDaily.com, 2009.01.19.

Kapcsolódó cikkünk:
Homok a szélben: porképződés kvazárok körül?

Hozzászólás

hozzászólás