Tízszer gyorsabban alakulhatnak ki a csillagok, mint eddig gondoltuk

3414

Az eddigi ismereteink szerint a Naphoz hasonló csillagoknak évmilliókra van szükségük a kialakuláshoz. A főleg hidrogénből álló gázfelhők gravitációs vonzás hatására állnak össze kezdetleges csillagmagokká, míg elég sűrűek lesznek ahhoz, hogy beinduljon bennük a fúzió. Ez a folyamat közben az anyagot a mágneses erők tartják helyben, emellett pedig le is lassítják a csillagkeletkezést. A világ legnagyobb rádióteleszkópjával végzett mérések viszont megkérdőjelezik ezt a hosszas növekedési fázist. Egy óriás gázfelhőt kaptak lencsevégre, benne több száz fiatal csillagkezdeménnyel, az eredmények szerint pedig az apró magok akár 10-szer gyorsabban fejlődhetnek ki a gyenge mágneses tereknek köszönhetően.

A csillagkeletkezés és a közben zajló, a gravitáció és a mágneses erők közti huzavona megfigyelése nem egyszerű, mert ezek a mágneses terek akár százezerszer gyengébbek lehetnek, mint a Föld mágneses tere. Az egyetlen módja annak, hogy közvetlenül detektáljuk őket, a Zeeman-effektus, azaz a spektrumvonalak felhasadása mágneses tér jelenlétében a tér erősségének függvényében. Ezek a vonalak világosak (emissziós) vagy sötétek (abszorpciós) olyan hullámhosszakon, ahol különböző atomok és molekulák kibocsátanak vagy elnyelnek fényt. Gázfelhőkben a Zeeman-felhasadás rádiótartományban figyelhető meg, így rádióteleszkópokra van szükség. A tányéroknak pedig elég nagynak kell lenniük ahhoz, hogy egy ilyen kis tartomány ennyire finom jelenségét megfigyeljük.

Korábban az Arecibo rádióteleszkóppal végeztek ilyen méréseket (ami sajnos 2020 során súlyosan megsérült) a Lynds 1544 csillagkezdeményen. Ez a Földtől mindössze 450 fényév távolságra, a Taurus molekulafelhőben található, relatíve izolált magkezdemény. Végeztek méréseket a magtól távolabb eső, laza gázrétegekben, ahol a mágneses erők dominálnak; illetve a magban is, ahol a gravitáció dominál, ugyanis a mag közel tízezerszer sűrűbb, mint a külső rétegek. Ami hiányzott, az a köztes régió vizsgálata, a mag és a külső réteg között. A Zeeman-effektus segítségével a hidrogén egyik abszorpciós vonalának felhasadását figyelték meg a Kína délnyugati részén épült, 500 méteres FAST (Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope) rádióteleszkóppal.

Az 500 méter átmérőjű FAST rádióteleszkóp, amivel az új méréseket végezték. (Forrás: Wikipedia / Absolute Cosmos)

A Nature nemzetközi tudományos folyóiratban megjelent tanulmányban 4 mikrogauss erősségű mágneses térről számolnak be, ami nem erősebb, mint a külső rétegnél mért érték. Di Li, a kutatás vezetőjének elmondása szerint ha működne a standard elmélet, akkor a mágneses térnek sokkal erősebbnek kéne lennie, hogy ellen tudjon állni a felhő százszoros sűrűségnövekedésének. A tanulmány szerint tulajdonképpen a felhőben a gravitáció dominál: itt kezdenek el kialakulni a csillagok, nem a sűrű magban.

Az új eredményekből arra lehet következtetni, hogy a gázfelhő tízszer gyorsabban csillagkezdeménnyé alakulhat, mint eddig véltük. A kutatás vezetője más molekulafelhőket is tervez vizsgálni, hogy kiderüljön a Lynds 1544 esete általánosságban is igaz-e. Ezt vagy a FAST teleszkóppal, vagy az Új-Mexikó területén található VLA (Very Large Array), vagy a Dél-Afrika és Ausztrália térségében épülő SKA (Square Kilometre Array) rádiótávcsövekkel szeretnék elvégezni.

Por a Taurus molekulafelhőben, a távoli infravörös tartományban készült képen rózsaszínes árnyalatokkal. (Forrás: ESA/Herschel/NASA/JPL-Caltech; R. Hurt / JPL-Caltech/CC-BY-SA)

A FAST teleszkóppal észlelt Zeeman-effektus detektálásával akár az újszülött csillagok körüli porból és gázból álló akkréciós korongban uralkodó mágneses terek erőssége is mérhető lehet. Ennek a vizsgálatával a bolygókeletkezés kezdeti körülményeinek megértéséhez is közelebb kerülhetnénk.

A FAST teleszkóp 2016-os üzembe helyezése óta meghatározó eszköze lett a gyorsan forgó pulzárok megfigyelésének. A friss tanulmány arra mutat rá, hogy éles látása és érzékenysége más rádiócsillagászati kutatásokban is hasznos. A teleszkóp 2021 áprilisa óta már a külföldi csillagászok számára is elérhető, a FAST megfigyelési idejének mintegy 10-15%-a külföldi kutatók számára van fenntartva.

Forrás: Science

Hozzászólás

hozzászólás