Óriási égi fánk egy különleges pulzáló és kettőscsillag körül

2554

Az RV Tauri típusú pulzáló változók között a lassan hullámzó átlagfényességűek olyan ritka kettőscsillagok, amelyekben a két egymás körül keringő csillagot egy hatalmas porkorong veszi körül. Amerikai csillagászok most felvázolták az eddigi legrészletesebb képünket egy ilyen csillagrendszerről. Ennek véghezviteléhez 130 év összegyűjtött megfigyeléseit dolgozták fel, átfogva minden hullámhosszat, a rádiótól a röntgensugárzásig.

“Mindössze olyan 300 RV Tauri csillagot ismerünk a Tejútrendszeren belül”, mondta el Laura Vega, a Vanderbilt Egyetem posztdoktor kutatója és a szakcikk vezető szerzője. “Közülük a második legfényesebb rendszerre, az U Monocerotisra koncentráltunk, az elsőre, amelyből röntgensugárzást figyeltünk meg.”

Az U Mon a Monoceros (Egyszarvú) csillagképben található, tőlünk körülbelül 3600 fényévre. A kutatók eredményei alapján a rendszert alkotó két csillag hat és fél évente kerüli meg egymást, és eléggé különböznek egymástól. A főkomponens egy öreg sárga szuperpóriás, amelynek tömege hozzávetőlegesen kétszer nagyobb a Napénál, de már százszor nagyobb méretűre fújódott fel. Ez a csillag jelenleg pulzál: a belsejében a nyomás és hőmérséklet egymásra hatása miatt az egész csillag periodikusan kitágul és összehúzódik, ami jellegzetes és előre jelezhető, az U Mon esetében 91,5 napos fényességváltozásokat okoz. A pulzáció teszi az RV Tauri csillagokat változócsillagokká. A kísérőcsillagról kevesebbet tudtak megállapítani a kutatók, de úgy gondolják, hogy egy most már valamivel nagyobb tömegű, de még óriáscsillaggá nem vált és így forróbb égitesttel van dolguk.

Az U Mon fényességváltozásai az AAVSO adatbázisa alapján, 1968-1995 között. Mind a 91,5 napos, közel szabályos pulzáció, mind a 6,5 évente történő halványodások megfigyelhetők. (Forrás: AAVSO)

A kettős körüli korongot az óriássá fejlődött fő csillagból kidobódott anyag hozta létre. A Hawaiin található Submillimeter Array távcsőhálózat rádióhullámhosszakon végzett megfigyelései alapján a korong kb. 82 milliárd km (550 csillagászati egység) átmérőjű, a két csillag pedig a korong közepén lévő, 870 millió (6 CSE) méretű lyukban kering. A két csillag akkor kerül a legtávolabb egymástól, amikor a látóirányunkból nézve egymás mögé is kerülnek. Ekkor a pulzáló szuperóriást részben eltakarja előlünk a korong belső széle, amely egy hosszabb periódusú, 6,5 éves fényváltozást is okoz a rendszerben.

Vega és munkatársai úgy gondolják, hogy amikor két csillag a legközelebb van a korong széléhez, mindkettő kölcsönhatásba lép azzal, gázt és port csatornázva át a saját felszínükre. A kisebbik csillag esetében a beeső anyag nem zuhan közvetlenül a csillagra, hanem egy kis saját korongot hoz létre körülötte. A csillag körül gyorsan áramló anyag nagyon felforrósodik, valamint a korongra merőleges kiáramlási nyalábok is létrejönnek, és a forró anyag röntgenhullámhosszakon is sugározni kezd. Ez lehet a forrása a 2016-ban az európai XMM-Newton röntgenűrtávcsővel észlelt jelnek, az elsőnek, amelyet egy RV Tauri típusú csillagtól észleltek csillagászok.

Az U Mon rendszerről készített CGI vizualizáció. A hatalmas porkorong belső szélét megvilágítja az egymás körül keringő kettőscsillag, a pulzáló sárga szuperóriás és kisebb, kékebb társa. A két csillag időnként anyagot szív el korongból, ami a kisebbik csillag körül külön kis korongot hoz létre. (Forrás: NASA Goddard Space Flight Center/Chris Smith (USRA/GESTAR))

A kutatók azonban nem csak a legmodernebb mérési technikákra alapozták eredményeiket. A csillagról 130 évre visszanyúló vizuális fényességbecslések is a rendelkezésükre álltak. Ezek egyik fele az AAVSO (Változócsillag-észlelők Amerikai Társasága) által összegyűjtött amatőr- és hivatásos csillagászok megfigyeléseiből állt, a másik felét pedig a Harvard College Observatory-nak az 1880-astól az 1990-es évekig terjedő fotólemez-archívumából származó adatok jelentették. A hosszú adatsor alapján a 91,5 napos pulzáció és a 6,5 éves keringési periódus mellett egy még hosszabb, kb. 60 éves ciklust is ki tudtak mutatni. A kutatók úgy gondolják, hogy a korong belső részén található görbület vagy anyagcsomó keringése okozhatja ezeket a lassú elhalványodásokat. “Laura a történelmi adatokkal dolgozva olyan jelenséget azonosított, amely egy csillagász életében egyébként csak egyszer történne meg”, magyarázta el Rodolfo Montez Jr., a cikk társszerzője. “Ez bizonyítja, hogyan épül a világegyetemről szerzett tudásunk az idő múlásával.”

Az U Mon rendszer vázlata. A nagy, kiterjedt korong közepében található lyukban kering a két csillag, és a korong belső szélénél detektáltak görbületet a korongban a kutatók. (Forrás: NASA Goddard Space Flight Center/Chris Smith (USRA/GESTAR))

Az U Mon öreg csillagrendszere sok hasonlóságot mutat a frissen született kettőscsillagokkal. A csillagok mindegyik esetben gáz- és porkorongba ágyazódnak, és kölcsönhatnak a korong anyagával. Maga a korong sem feltétlenül sima és egyenletes, hanem csomósodások és görbült részek találhatók benne. Fiatal csillagok esetében ezek a torzulások bolygók születésére is utalhatnak. “Még mindig vannak kérdéseink az U Mon korongjának tulajdonságairól, amelyeket további rádiómegfigyelések válaszolhatnak majd meg”, teszi hozzá Keivan Stassun, a cikk társszerzője, és Vega korábbi doktori témavezetője. “Ugyanakkor a korongok sok jellegzetes eleme jelen van itt is. Nagyon érdekes, hogy a kettőscsillagok életének ez a két eltérő fázisa mennyire nagyon hasonlít egymásra.”

Az eredményeket bemutató szakcikk az Astrophysical Journal folyóiratban jelent meg.

Forrás: NASA, Vanderbilt University

Hozzászólás

hozzászólás