A csillagok nem csak a saját fényüktől világítanak

6631

Képzeletben éles határt vonunk a saját fényük révén világító csillagok, illetve a csak a más égitestek visszavert fénye miatt látható bolygók, kisbolygók, üstökösök, gázködök és egyéb, saját fénnyel nem rendelkező égitestek között. Ez a határvonal azonban nem is olyan éles, mint elsőre gondolnánk. Nem csak a „sötét” égitestek bocsátanak ki némi elektromágneses sugárzást hőmérsékletük, ilyen-olyan csekély belső energiaforrásaik révén, de a csillagok is visszatükrözik a rájuk eső fény egy részét.

A világűrből egy csillag felszínére érkező fény mennyisége rendkívüli módon eltörpül annak saját sugárzásához képest – gondoljunk csak a nappali és éjszakai égbolt közötti fényességkülönbségre! Abban az esetben azonban, ha a vizsgált csillag felszínét egy kettős rendszer tagjaként egy közeli kísérő erős fénye világítja meg, akkor a csillagászoknak mégis van esélyük a csekély mennyiségű visszavert fény kimutatására. Fontos azonban megkülönböztetnünk a kettőscsillagok vizsgálatának szakterületén gyakran pongyola módon visszavert fényként emlegetett jelenséget, ami valójában a kísérő elnyelt fénye által felfűtött, a túlsó félgömbnél forróbb csillagfelszín révén kisugárzott többletfényességet jelenti. Az elnyelt és hőmérsékleti sugárzásként újból visszasugárzott fény azonban elkülöníthető a valóban visszatükrözött fénytől. A visszavert fény által képviselt elektromágneses rezgés irányultsága a hőmérsékleti sugárzással ellentétben ugyanis nem véletlenszerű, hanem bizonyos mértékben a beeső és visszaverődő fénysugarak által meghatározott síkra merőleges irányba rendezett, vagyis polarizált.

A Szűz csillagkép legfényesebb csillaga, a Spica kettőscsillag – a Földről nézve egyetlen, felbonthatatlan fénypont. Forrás: Stephen Rahn/Flickr/CC0.

Ezt a polarizációs tulajdonságát kihasználva polarimetriai módszerekkel megmérhető a csillag felszínéről valóban visszatükröződő fény mennyisége, a csillagfelszín fényvisszaverő képessége, vagyis albedója. Egy, a közelmúltban megjelent tanulmányban csillagászok egy csoportja a Szűz csillagkép legfényesebb csillagát, a 250 fényévre lévő Spica nevű kettőscsillagot vizsgálták ezzel az eljárással. A Spica két csillaga olyan közel kering egymáshoz, hogy mindössze négy napra van szükségük egymás megkerüléséhez. A két forró csillagkomponens a földi távcsövekkel nem bontható fel, ám spektroszkópiai kettősként már korábban is ismert volt, hiszen a rendszer kettős természetéről a színképvonalak egymáshoz képest ellentétes fázisú, periodikus Doppler-eltolódása árulkodik. A csillagászok a Spica fényében olyan polarizációs mintázatot, illetve annak a keringéssel szinkronban történő periodikus változásait figyelték meg, ami összhangban van a modellszámítások által a visszavert fényből várt jellel. Ezzel egyúttal a csillagok fényvisszaverő képességére vonatkozó számításokat is sikerült megerősíteni.

Mint bebizonyosodott, a csillagok rendkívül gyengén tükrözik vissza a rájuk eső fényt. A Spica óriáscsillagainak albedója is csupán néhány százalék – a legsötétebb üstökösmagok, kisbolygók tartományába esik, – a törpecsillagok pedig még náluk is „feketébbek”. A Nap felszíne egyenesen koromfekete volna, ha nem izzana 5800 Kelvin hőmérsékleten – a Nap típusú csillagok csupán a fény egy ezrelékét tükrözik vissza, ami a legsötétebb földi anyagokkal helyezi őket egy kategóriába.

A polarizációs vizsgálat új eszközt ad a csillagászok kezébe kettőscsillagok kimutatására és vizsgálatára. A módszerrel olyan szoros kettősök is kimutathatóak, amelyek sem optikai, sem spektroszkópiai úton nem felbonthatóak. Ám a csillagkomponensek egymásról visszatükröződő fénye ezeket is elárulhatja. A polarizált fény vizsgálata a csillagok kettősbeli pályáinak részletesebb tanulmányozása mellett a komponensek tömegmeghatározásában is segítséget nyújthat. A Spica sikerén felbuzdulva az asztrofizikusok hamarosan újabb csillagokat vesznek célba a speciálisan erre kifejlesztett polarimetriai műszerükkel.

Forrás: ScienceAlert.com

A fenti tudományos eredményeket ismertető szakcikk a Nature Astronomy folyóiratban jelent meg: Bailey J. et al. „Polarized reflected light from the Spica binary system”, Nature Astronomy, 2019. április 1.

Hozzászólás

hozzászólás