Kettős és többes csillagrendszerekről beszámolni talán kevésbé hálás téma, mint fekete lyukakról, exobolygókról, vagy távoli galaxisokról írni. Mindazonáltal a kettőscsillagok az asztrofizika kulcsfontosságú objektumai, így érdemes szánni néhány bekezdést rájuk is.
A csillagok fizikájának megértése azért is nehéz feladat, mert minden egyes csillag számos tulajdonságában tud különbözni az összes többitől. Hogy csak néhány fontosabbat említsünk, ilyen alapvető tulajdonság a csillagok felszíni hőmérséklete, fényessége, tömege, kezdeti anyagösszetétele, életkora, forgása, vagy éppen a mágneses tere. Noha a kettős vagy többes csillagrendszerek tagjai is sok tekintetben különbözhetnek egymástól, két tulajdonságuk – az életkoruk és a kezdeti anyagösszetételük – azonban meg kell, hogy egyezzen. A kettősök további hasznos jellemzője, hogy a komponensek egymással való fizikai kölcsönhatásainak köszönhetően a csillagfejlődés akár évmilliós időskálái helyett sokkalta rövidebb, napos-éves időskálákon is mutatnak változásokat, ami az egyedülálló és nem pulzáló társaikhoz képest lényegesen megkönnyíti és sokkal pontosabbá teszi bizonyos fizikai tulajdonságaik, leginkább a tömegük megállapítását. Nem mellesleg pedig a csillagok nagyjából fele kettős vagy többes rendszer tagja.
Érthető tehát, hogy a csillagászok szeretnének minél több kettőscsillag-rendszert ismerni. A kaliforniai Berkeley Egyetem doktorandusz munkatársa, Kareem El-Badry és kollégái az Európai Űrügynökség (European Space Agency – ESA) Gaia asztrometriai műholdjának hatalmas észlelési anyagában kutatva háromdimenziós adatbázist állítottak össze a Nap 3000 fényéves környezetében található tág kettőscsillagokról. Ezek olyan, egymáshoz nem túlzottan közeli, ám fizikailag összetartozó csillagpárok, amelyek tagjait a Gaia képes volt felbontása révén elkülöníteni egymástól. Az adatbázis 1,3 millió ilyen kettős rendszert tartalmaz. Hogy érzékeljük, mekkora előrelépést is jelent ez, tudni kell, hogy a korábbi hasonló adatbázis a szintén európai, ma már nem üzemelő Hipparcos műhold adatai alapján készült, és 200 valószínűsíthető csillagpárt tartalmaz.
„A mintaméret hatalmas növekedése ez” – kezdi El-Badry – „és a különféle fejlődési állapotban lévő kettősök száma is növekedett. Csak fehér törpéből 17 ezer szerepel a katalógusunkban. Ez a korábbinál sokkal nagyobb gyűjtemény.” A csillagok túlnyomó többsége életpályája végén fehér törpévé válik. A Napra is ez a sors vár mintegy 5 milliárd év múlva. El-Badry atlaszában 1600 kettős fehértörpe-pár és 16 ezer olyan kettős található, amelynek egyik tagja fehér törpecsillag. A többi 2,6 millió csillag többsége viszont még élete delén jár. Ezeket fősorozati csillagoknak nevezik az asztrofizikusok, mert a szín-fényesség, avagy Hertzsprung–Russell-diagramon egy keskeny sáv mentén sorakoznak tömegük szerint.
Ilyen óriási mintán számtalan statisztikai vizsgálat végezhető. Tanulmányozható például a kettősök tömegarányának, valamint a csillagok közötti távolságnak és a pálya lapultságának az eloszlása is. El-Badry a jövőben a kettős fehér törpékre szeretne összpontosítani. Ezeknek a csillagoknak a kora ugyanis más csillagokénál sokkal pontosabban megállapítható. A fősorozati csillagok, mint például a Nap, akár évmilliárdokon, évtízmilliárdokon át is nagyjából ugyanúgy néznek ki. A fehér törpék azonban lassan, ám folyamatosan változnak. Mivel bennük már nem termelődik nukleáris energia, ezek a csillagok egyre csak hűlnek. Ilyenformán pedig a kettősökben található fehér törpék elárulják kísérőjük, valamint esetleges bolygóik életkorát is.
Még egy érdekesség, hogy El-Badry és munkatársai kimutatták, a katalógusukban szereplő kettőscsillagok szeretnek „egypetéjű ikerpárokat” alkotni, azaz tagjaik a véletlenszerű eloszlásnál sokkal jobban hasonlítanak egymáshoz. Ez azért meglepő, mert az ilyen tág kettősök komponenseinek keletkezése nem kéne, hogy különösebben befolyásolja egymást. A legvalószínűbb magyarázat az, hogy a csillagpárok többsége egymáshoz jóval közelebb, olyan távolságban keletkezett, ahol működik valamilyen tömegkiegyenlítődés. Az ikerpár tagjai pedig csak később, esetleges más közeli csillagokkal való kölcsönhatás révén távolodtak el egymástól – noha továbbra is összetartozva róják közös útjukat a galaxisban.
Forrás: Berkeley Egyetem, ScienceDaily