Mit mesél a Hét Nővér?

2302

A Fiastyúk, avagy Pleiadok, avagy M45 a téli égbolt egyik jellegzetes szereplője: a fényes csillagok alkotta csillaghalmaz felbukkan gyakorlatilag mindegyik ősi kultúra emlékeiben, a majáktól a keltákon és a maorikon át a kínaiakig. A halmazt a mai napig komoly figyelem övezi, de a kutatásával van egy apró gond. A görög mitológiából Hét Nővérként ismert hét legfényesebb csillaga túl fényes a mai óriástávcsöveknek, ami – paradox módon – megnehezíti a részletes vizsgálatukat. Ez igaz volt a Kepler-űrtávcsőre is.

A Keplert eredetileg nagy számú, viszonylag halvány csillag megfigyelésére tervezték, hogy egyetlen égterületen is jó statisztikát biztosítson a csillagok körüli bolygók eloszlásáról. A Kepler a K2 misszióban aztán olyan égterületeket is megfigyelt, amelyeken igen fényes csillagok is előfordultak. A Kepler kamerája tudja kezelni valamelyest a túlzott csillagfényt, úgy, hogy hagyja a pixelekben keltett elektronokat “kifolyni” a csillag alatti és feletti pixelekbe. De a legfényesebb, legalább 3-4 magnitúdós égitesteken ez sem segít, már nincs hova félretenni ennyi elektront, mert hamarabb véget ér maga a CCD csip.

Egy nemzetközi kutatócsapat, Tim White (Aarhusi Egyetem, Dánia) és Benjamin Pope (Oxford, UK) vezetésével ezért más utat keresett. “A fényes csillagok megfigyelésére egy egészen egyszerű megoldást találtunk”, mondta el White. “Minket elsősorban a relatív fényváltozások, és nem az abszolút fényességek érdekelnek. Ezt pedig kimérhetjük a környező, nem szaturált pixelekből, a telítésbe ment pixeleket pedig egyszerűen figyelmen kívül hagyjuk.”

A csillagfény ugyanis visszaverődik és szóródik az optikai elemeken, például a távcső elején lévő korrekciós lencsén, létrehozva egy kiterjedt és összetett halót a csillag tényleges képe körül. A kutatók ezt a “szellemképet” súlyozták pixelenként úgy, hogy a távcső mozgásából eredő, instrumentális változásokat kiszűrjék, és csak a csillagok saját fényváltozása maradjon hátra. A haló fotometriát megvalósító szoftvert szabadon elérhetővé is tették más kutatók számára.

A Fiastyúk a Kepler látómezőjében. A tényleges mérések során a hét csillagról csak a színes körökön belüli pixeleket töltötték le. Jobbra: az Alcyone szellemképe nagyban, illetve alatta a pixelek súlyozási térképe, amiből a fénygörbe készült (piros: nagy, kék: kis súly). (White et al. 2017)

A végeredmény 71 napnyi, folyamatos, nagy pontosságú fényességmérés lett a Hét Nővérről. A hétből hat (Alcyone, Atlas, Electra, Taygeta és Pleione) lassan pulzáló B csillagnak bizonyult: fiatal, nagy tömegű, forró csillagoknak, amelyekben 0,5-2 nap közötti periódusú rezgések észlelhetőek.

A legérdekesebbnek a hetedik csillag, a Maia bizonyult. A csillagról régóta ismert volt, hogy a színképe szokatlan, mivel bizonyos kémiai elemek feldúsultak a felszínén és a légkörében. Emellett a Maiánál az ötvenes években órás időskálájú változásokat vettek észre, és hamarosan néhány más, hasonló csillaggal együtt saját kategóriát is kapott. A Maia-típusú változók létét, illetve a kategória létjogosultságát azonban időről-időre kétségbe vonták. A Kepler mérései most pontot tettek az ügy végére: a Maia nem mutat gyors változásokat, tehát paradox módon nem is Maia-típusú változó.

A haló fotometriából nyert hét fénygörbe. Látható, hogy a Maia jelentősen eltér a többitől. (White et al. 2017)

Az egyetlen változás, amit a Maia mutatott, egy nagyon egyszerű, 10 napos hullámzás volt, amit a kutatók a csillag forgásának tulajdonítottak. Részletes interferometrikus és spektroszkópiai vizsgálatok aztán felfedték a fényváltozás okát is. “Azt láttuk, hogy a Kepler által kimért fényváltozásokat szorosan követte a mangán elnyelési vonalának erőssége a Maia légkörében”, mondta Victoria Antoci (Aarhusi Egyetem), a szakcikk egyik társszerzője. “Arra jutottunk, hogy a változásokat egy nagy, kémiailag eltérő folt okozza a csillag felszínén, amit 10 naponta körbefordulni látunk.”

A kutatók nagy reményeket fűznek a haló fotometriához, nem csak a csillagok, de az exobolygók kutatása terén is. A módszert a még mindig új adatokat gyűjtő Kepler mellett a jövőre pályára álló TESS űrtávcső esetében is be kívánják majd vetni. A TESS hatalmas látómezeje lehetővé fogja tenni, hogy az égbolt legfényesebb, illetve legközelebb lévő csillagait is megfigyelje. Ezek, mint az alfa Centauri, a TESS jóval kisebb távcsövei számára is túl fényesek lesznek, de a haló fotometria lehetővé fogja tenni, hogy kimérjék a fényességváltozásaikat, és bolygókat keressenek körülöttük.

Az eredményeket bemutató szakcikk a Monthly Notices of the Royal Astronomical Society folyóiratban jelent meg.

Forrás: Royal Astronomical Society

Hozzászólás

hozzászólás