A kora tavaszi időszak különösen alkalmas a Hold megfigyelésére. A kora esti órákban magasan jár égi kísérőnk. Akinek kedve, türelme van, akár fel is térképezheti.
Molnár Attila, Budapest
Régi vágyam egy Hold-térkép rajzolása, ami olyan, mint ahogy én képzelem el. A 19-én készült képeim közül kiválasztottam egyet, és próbaként készítettem egy verziót. Amint lesz időm fotózni és mozaikolni egy teljes korongot, készítek egy full térképet. Nem lesz kis munka, de rá fogom magam szánni!
A térkép alapjául szolgáló felvétel 2024. március 19-én 20:22 UT-kor készült, 150/1800-as Makszutov-Cassegrain-távcsővel.
Csillagászok egy csoportja a nemrégiben megörökítette, amint egy közeli fekete lyuk szétszaggat, majd bekebelez egy közelébe kerülő csillagot. A felfedezés különleges jelentőséggel bír, ugyanis amellett, hogy egyszeri és megismételhetetlen eseményről van szó, a mostani egy igencsak közeli fekete lyukkal történt meg, így vizsgálatával az eddigieknél teljesebb képet kaphatunk az ott zajló fizikai folyamatokról.
A csillag halálát okozó fekete lyuk tömege Napunkénak körülbelül milliószorosa, lakhelye pedig a Földtől 160 millió fényévre található, napjainkban is aktív csillagkeletkezést mutató, NGC 3799 nevű csillagontó galaxis az Oroszlán csillagkép irányában.
A csillagászati szaknyelvben árapály-katasztrófának (tidal disruption event, TDE) nevezett jelenséget a Hawaii Csillagászati Intézet kutatói fedezték fel, illetve figyelték meg az említett küllős spirál galaxisban 2023. február 22-én az All-Sky Automated Survey for SuperNovae (ASAS-SN) nevű szupernóva-kereső égboltfelmérés keretein belül. Egy árapály-katasztrófa megfigyelésekor a felvételeken egy új, eddig nem látott fényforrás hirtelen felfényesedése, majd a felfényesedésnél valamivel lassabb ütemű elhalványulása látszik. A felfényesedés során a szétmarcangolódó csillag sugárzása túlragyoghatja gazdagalaxisát is, és ilyen módon árapály-katasztrófa nemcsak a Tejútrendszerben, hanem más, távolabbi galaxisokban is megfigyelhető. Mivel azonban egy árapály-katasztrófa egyszeri, megismételhetetlen folyamat, detektálásához szerencse is szükséges.
„Noha ilyen eseményeket már korábban is sokszor sikerült megfigyelnie a csillagászoknak, a mostani a legközelebbi olyan árapály-katasztrófa, amelyet a látható tartomány hullámhosszain vizsgáltak.” – nyilatkozott a kutatásban részt vevő Willem Hoogendam. – „Ez a megfigyelés kiválóan alkalmas lehet arra, hogy jobban megértsük a szupernagy tömegű fekete lyukak növekedését és anyaggyűjtési folyamatait.”
Illusztráció egy fekete lyuk közelében történt árapály-katasztrófáról. (A kép forrása: NASA’s Goddard Space Flight Center/Chris Smith (USRA/GESTAR).)
Egy csillag szétszaggatása
Árapály-katasztrófa akkor következik be, amikor egy galaxis közepén lévő szupernagy tömegű fekete lyuk bekebelez és szétszaggat egy hozzá túlságosan közel kerülő csillagot. Ekkor a fekete lyuk gravitációs hatása következtében fellépő árapályerők a fekete lyuk felé megnyújtják, arra merőlegesen pedig összenyomják a halálra ítélt csillagot. Egy idő után a csillag hosszú, spagettihez hasonló alakot vesz fel, s anyaga bespirálozik a fekete lyukba. Éppen ezért ezt a jelenséget a szaknyelvben spagettifikáció néven ismerjük. Amikor egy fekete lyuk bekebelez egy közeli objektumot, hirtelen erős fényjelenség lép fel, amelyet akár földi műszereinkkel is megfigyelhetünk.
Bár az árapály-katasztrófák viszonylag gyakran bekövetkező események, a mostani felfedezés különleges, hiszen napjainkig keveset figyeltek meg a csillagászok a Földhöz ennyire közel. Emiatt tehát az NGC 3799 nevű galaxisban felfedezett, ASASSN-23bd jelű árapály-katasztrófa fényes, és nagy részletességgel vizsgálható célpontként segítette az azt vizsgáló kutatókat.
„Felfedezésünk megmutatja, hogy a közeli fekete lyukak környezetében zajló árapály-katasztrófák gyakoribbak, mint korábban gondoltuk — csak mi eddig nem figyeltük meg azokat sokszor.” – mondta Hoogendam.
A kutatócsoport több földi és űrbe telepített műszerrel is figyelemmel kísérte az árapály-katasztrófa fényességének és színképének időbeli változását, és a Földhöz való kivételes közelségen túl egyéb érdekességeket is megállapított az esemény kapcsán. Tanulmányuk egyik fő megállapítása, hogy ez az árapály-katasztrófa az eddig ismerteknél körülbelül kétszer gyorsabb, mindössze 15 napos felfényesedéssel járt, azután pedig gyorsan elhalványult. Emellett jóval kevesebb energiát bocsátott ki az eddig ismertekhez képest. Mindezek alapján a kutatók úgy gondolják, hogy az árapály-katasztrófáknak létezik egy eddig el nem különített csoportja, amelynek az „alacsony fényességű, gyorsan fejlődő árapály-katasztrófa” nevet adták.
A kutatócsoport eredményeiről szóló cikk az MNRAS című szaklapban jelent meg.
A csillagok keletkezésének bonyolult folyamata és a fiatal csillagok környezetének vizsgálata a csillagászat legnépszerűbb és éppen ezért leginkább kutatott területei közé tartozik, azonban még napjainkban is számos rejtélyt, megválaszolatlan kérdést tartogat. Ezeket a kérdéseket igyekeznek a kutatók megválaszolni a minden eddiginél részletesebb felvételeket készítő James Webb-űrtávcső segítségével.
Az űrtávcső fedélzetén lévő közeli infravörös kamera (NIRCam, Near-Infrared Camera) és középinfravörös kamera (MIRI, Mid-Infrared Instrument) két új képet készített a Triangulum-galaxisban (M33) található, tőlünk 2,73 millió fényévnyi távolságban lévő csillagkeletkezési régióról, az NGC katalógus 604-es sorszámmal ellátott objektumáról. Ezeken a képeken az eddigieknél jóval részletgazdagabban jelennek meg az NGC 604 területén található, üresnek látszó buborékok és a szálas szerkezetű struktúrák mint a csillagkeletkezés nyomjelzői.
Az NGC 604-es csillagkeletkezési terület porában több mint 200 nagy tömegű, forró, fiatal csillag bújik meg. Az ilyen csillagokra a csillagászati szaknyelv O és B típusú csillagként hivatkozik, amelyek hőmérséklete és mérete jócskán meghaladja a Napét: a régió legnagyobb tömegű csillagai akár 100 naptömegnél is több anyagot tartalmazhatnak. A terület különlegessége, hogy galaxisunk környezetében ritka az ilyen típusú csillagok ennyire sűrű előfordulása, sőt, a Tejútrendszerben nem is ismerünk az új képeken látotthoz hasonlót. Éppen ezért ennek a különlegesen sok fiatal csillagot tartalmazó régiónak a feltérképezése kiváló lehetőséget nyújt a kutatóknak a csillagfejlődés korai szakaszainak vizsgálatára.
A James Webb-űrtávcső közeli infravörös kamerájának felvételén a legszembetűnőbb alakzatok a szálas szerkezetű, indához hasonlatos struktúrák, illetve a vörös fényt kibocsátó csomósodások, amelyeket az üresnek látszó buborékok környezetében figyelhetünk meg. Ezeket a buborékokat a legfényesebb és legforróbb, nagy tömegű fiatal csillagokból kiáramló csillagszél vájta környezetébe, majd a szintén a csillagból származó ultraibolya sugárzás ionizálta a környező gázt. Az ilyen módon ionizált hidrogéngáz a felvételeken kísérteties, kékes fehér ragyogással tölti ki a teret.
A NIRCam képén látható fényes, narancssárga színű csíkok szénalapú molekulák jelenlétét jelzik, mégpedig az úgynevezett sokgyűrűs aromás szénhidrogénekét (PAH), amelyek a csillag- és bolygókeletkezés jól ismert nyomjelzői. Bár mindenhol jelen vannak ezek a molekulák, ahol csillagkeletkezés is zajlik, eredetük még napjainkban sem ismert pontosan, és éppen ezért kutatásuk kiemelt szerepet játszik a csillagkeletkezés fizikájának megértésében.
A középen lévő buborékoktól valamelyest eltávolodva a kép szélei felé sötétvörös színnel világít a csillagkeletkezés ideális környezetét megteremtő, alacsony hőmérsékletű molekuláris hidrogéngáz.
A James Webb-űrtávcső rendkívül nagy felbontása azt is lehetővé tette a kutatók számára, hogy néhány, korábban a régiótól különállónak hitt területről bebizonyítsák, hogy valójában az NGC 604-hez tartoznak. Erre példa a terület közepétől egy kicsit feljebb látható, vörös gázfonállal összekötött két fényes, fiatal csillag, amelyek üregeket vájtak a körülöttük lévő csillagközi porba. A NASA Hubble-űrtávcsövének korábbi, látható tartományban készült képein ezek a csillagok a régiótól különálló objektumként jelentek meg.
A MIRI képe az NGC 604-ről.
Az újonnan készült középinfravörös képek szintén új távlatokat nyitnak ennek a különleges aktivitást mutató csillagkeletkezési régiónak a feltérképezésében, noha a MIRI képén jóval kevesebb csillag látszik, mint a közeli infravörös kamera felvételén. Ennek az az oka, hogy a forró csillagok a középinfravörös hullámhosszakon kevesebb sugárzást bocsátanak ki, mint a közeli infravörös tartományban, a csillagoknál jóval hidegebb por, illetve gáz azonban fényesnek látszik. A MIRI képén látható csillagok az őket körülölelő galaxisba tartozó, a kék csillagoknál alacsonyabb hőmérsékletű, ám igen nagy méretű vörös szuperóriás csillagok, amelyek átmérője nagyságrendekkel meghaladja Napunkét. Ezenkívül olyan háttérgalaxisok is látszanak ezen a képen, amelyek a NIRCam felvételein elmosódottnak tűntek. Megemlítendő továbbá, hogy a MIRI képén is észrevehetőek a sokgyűrűs aromás szénhidrogének, csak ezúttal kék szín jelzi őket.
A kutatók az újonnan készült képek alapján azt is megállapították, hogy az NGC 604-es csillagkeletkezési régió körülbelül 3,5 millió éves lehet, izzó gázfelhőjének átmérője pedig körülbelül 1300 fényév.
A NASA Juno űrszondája megvizsgálta az elektromosan töltött oxigén- és hidrogénmolekulákat a Jupiter lehetséges élet szempontjából legérdekesebb holdja, az Europa légkörében. Egy új tanulmány szerint ezek a megfigyelések fontos adatokat szolgáltatnak a felszín alatti óceán oxigénellátottságáról.
„Ezek az eredmények közvetlenül utalnak az Europa lehetséges lakhatóságára.” – mondta a Juno-küldetés vezető kutatója, Scott Bolton (SwRI), a tanulmány társszerzője. „Ez az első közvetlen, in-situ mérés az Europa légkörében a vízkomponensekről, és az adatok egy olyan szűk tartományba esnek, amely támogathatja a lakhatóságot.”
A NASA Juno űrszondája 2022-ben közelítette meg a Jupiter legnagyobb holdját, az Europát. (NASA/JPL-Caltech)
A Juno űrszonda 2022-ben 352 kilométerre haladt el az Europa hold mellett. Az űrszonda JADE (Jovian Auroral Distributions Experiment) műszere kimutatta, hogy jelentős mennyiségű elektromosan töltött oxigén- és hidrogénmolekula szökött meg a légkörből.
„Első alkalommal sikerült in-situ mérésekkel egyértelműen kimutatnunk a hidrogén és az oxigén jelenlétét, és megerősítenünk, hogy az Europa légkörét elsősorban hidrogén- és oxigénmolekulák alkotják.” – mondta Robert Ebert, a tanulmány társszerzője.
A kutatók szerint a molekulák forrása az Europa felszínét alkotó vízjég. A Jupiter erőteljes sugárzása felbontja a H2O molekulák kötését, amelyek így oxigént és hidrogént hagynak maguk után. A nehezebb oxigénmolekulák inkább a felszínhez vagy a felszínközeli légkörhöz kötődnek, míg a könnyebb hidrogén a légkörbe és azon túlra szökik. A jégben keletkező oxigén vagy eltűnik a légkörből, vagy a felszínen kötődik meg. Az Europa jegében maradó oxigén bejuthat a felszín alatti óceánba, és egy esetleges anyagcsere energiaforrásaként szolgálhat.
„Az Europa jégpáncélja elnyeli a sugárzást, és megvédi a felszín alatti óceánt. A folyamat során oxigén szabadul fel a jégben, így bizonyos tekintetben a jégpáncél az Europa tüdeje, ami potenciális oxigénforrást biztosít az óceánnak.” – mondta a Princeton Egyetem kutatója, Jamey Szalay, a tanulmány vezető szerzője. „Elég pontosan meg tudtuk határozni az Europa teljes oxigéntermelését, ami jelenleg 12 kg/másodperc körüli. A Juno előtti becslések a másodpercenkénti néhány kilogrammtól a több mint 1000 kilogrammig terjedtek. Az eredmények egyértelműen azt mutatják, hogy a felszínen folyamatosan termelődik oxigén, de jóval kevesebb, mint amire számítottunk.”
A Juno űrszonda JADE műszere oxigént és hidrogént detektált az Europa hold légkörében. Az űrszonda 2022-ben közelítette meg a Jupiter legnagyobb kísérőjét. (NASA/JPL/University of Arizona)
„A JADE műszert arra terveztük, hogy azokat a töltött részecskéket mérje, amelyek a Jupiter sarki fényeit idézik elő.” – mondta Frederic Allegrini, a tanulmány társszerzője. „Az Europa melletti elrepülés nem volt része a Juno elsődleges küldetésének. A JADE-t arra tervezték, hogy erős sugárzás mellett dolgozzon, de nem feltétlenül az Europa környezetében, amit folyamatosan erős sugárzás ér. Ennek ellenére gyönyörűen teljesített.”
Az új méréseknek hála már jobban ismerjük az Europát és környezetét, és általuk új utak nyílnak az újabb, pontosabb megfigyelések felé. Az Europa felszínén keletkező oxigén mennyiségére vonatkozó új becslés például hasznos lehet a felszín alatti óceán és a potenciális lakhatóság vizsgálatakor. Ezeknek a megfigyeléseknek hála már ismerjük az elektromosan töltött részecskék arányait az Europa közelében, így megtudhatjuk azt is, hogy milyen összetett kölcsönhatások állnak fenn a hold és közvetlen környezete között.
„Az Europa lenyűgöző égitest. A kutatók egész biztosak abban, hogy a belseje folyékony óceánt rejt.” – mondta Ebert. „A víz fontos feltétele az életnek, és megtalálható a legkülönbözőbb égitesteken vagy égitestekben. Az Europa megfelelő hely arra, hogy vizet keressünk a Naprendszerben.”
Az eredményeket közlő szakcikk a Nature Astronomy című lapban jelent meg.
A Naphoz hasonló tömegű csillagok fejlődésük során vörös óriássá alakulnak, majd életüket folyamatosan hűlő, pislákoló fényű fehér törpeként fejezik be. A közelmúltban egy kutatócsoport kimutatta, hogy ezek a csillagtetemek lassabban hűlnek ki és halványulnak el, mint azt a korábbi számítások alapján gondoltuk. Ez tehát azt jelenti, hogy az eddig „halottnak”, vagyis fúziós szempontból inaktívnak gondolt fehér törpecsillagok mégis termelnek energiát a haláluk után. Ez ellentmond annak a napjainkig széles körökben elfogadott nézetnek, miszerint a fehér törpékben már nem zajlik energiatermelés. Ez a szenzációs, új eredmény arra is rávilágít, hogy bizonyos fehér törpék akár évmilliárdokkal idősebbek lehetnek a korábban becsült életkoruknál.
Néhány évvel ezelőtt a kutatók a Gaia űrmisszió 2019-es adataiból kimutatták, hogy vannak olyan fehér törpék, amelyek hőmérséklete évmilliárdokon át nem változott, vagyis nem követték a feltételezett hűlési ütemet. Most egy nemzetközi kutatócsoport Antoine Bédard és Simon Blouin vezetésével megfejtette a megdöbbentő megfigyelés rejtélyét.
Folyamatok a felszín alatt
A fehér törpék a Naphoz hasonló kezdeti tömegű csillagokból alakulnak ki, amikor azok felélik üzemanyag-tartalékaikat, és képtelenné válnak a további fúziós energiatermelésre.
Röviden emlékezzünk meg arról, hogy hogyan jut el egy kis kezdeti tömegű csillag a születésétől a fehér törpe állapotig. A fiatal csillagok magjában a hidrogén héliummá történő fúziója évmilliárdokig megóvja a csillagot a gravitációs összeomlástól. Ekkor a csillag magjában a hidrogénatommagok folyamatosan héliumatommagokká alakulnak át, így egy idő után a belsejében létrejön egy szinte tisztán héliumból álló mag, és egy azt körülölelő hidrogénhéj. Mivel a csillagmagban nem elég magas a hőmérséklet ahhoz, hogy beinduljon a hélium nehezebb elemekké történő fúziója, leáll az energiatermelés, és ennek következtében csökkenni kezd a nyomás. Az egyensúly felborul, és a mag elkezd összehúzódni, amelynek következtében felforrósodik, és kitágítja a körülötte lévő hidrogénhéjat. A tágulás hatására viszont hűlésnek indul a csillag külső része. Ekkor jut el a csillag a vörös óriás állapot egyensúlyáig. Ez az egyensúly akkor szűnik meg, amikor a csillag belsejében beindul a hélium fúziója. A csillagfejlődés fizikai folyamatai ezután egészen addig folytatódnak, amíg a csillag magjában az összes hélium át nem alakul szénné és oxigénné, amelyek azonban már nem tudnak fúzióba kezdeni. A csillag fokozatosan lefújja magáról külső burkait, és végül egy pusztán szénből és oxigénből álló fehér törpe, és az akörül táguló planetáris köd marad vissza. A legelfogadottabb elméletek szerint ezek a további energiatermelésre képtelen fehér törpék lassan, évmilliárdok leforgása alatt fekete törpévé hűlnek.
A kis tömegű csillagok életútja. (Forrás: Encyclopædia Britannica, Inc.)
A kutatók tehát mostanáig úgy gondolták, hogy a Naphoz hasonlóan kis tömegű csillagok végállapotai ezek a fúziós szempontból inaktívnak tekinthető fehér törpék. A legelfogadottabb elméletek szerint a hőtermelés megszűnésével a csillag magjában a kezdetben forró és turbulens mozgást végző plazma szilárd halmazállapotúvá fagy. Ennek a folyamatnak az eredményeként tehát a fehér törpék fokozatosan, évmilliárdok alatt a belsejüktől kezdve a külső rétegeikig haladva szilárddá válnak.
Bédard kutatócsoportjának legújabb eredményei azonban némileg ellentmondanak ennek a régóta elfogadott elméletnek: szerintük ugyanis vannak olyan fehér törpék, amelyekben a sűrű plazma nem teljesen szilárdul meg. Felfedezésük szerint az ilyen csillagoknak a felszíne alatt a fiatalság forrása rejlik.
A fehér törpék belső szerkezetének két különböző modellje. Balra: a régebben elfogadott elméletek szerinti fokozatos megszilárdulás a csillag magjától a külső régiók felé haladva. Jobbra: az új felfedezés szerinti úszó kristályos belső szerkezet. (A kép forrása: Robert Lea/Bédard et al.)
Ezekben az elméleteket meghazudtolóan viselkedő fehér törpékben a tudósok szerint olyan szilárd, kristályos anyagok keletkeznek, amelyek képesek úszni a náluk sűrűbb, cseppfolyós halmazállapotú anyag felszínén. Amint ez a szilárd, kristályos anyag a csillag felsőbb rétegei felé áramlik, beszorítja a folyékony anyagot a csillag magjához közelebbi rétegekbe. Ez az anyagszállítódás a fehér törpe belsejében gravitációs energiát szabadít fel, amely energia hővé alakulva egy ideig képes megállítani a fehér törpék folyamatos hűlésének folyamatát.
„A vizsgált fehér törpék mérési jellemzői és az azokból számolt fizikai paraméterek igazolják elméletünk helyességét. ” – nyilatkozta Bédard. – „Most először látjuk ezt az anyagszállítási folyamatot a csillagok belsejében, ami különösen izgalmas: nem mindennapi élmény egy teljesen új asztrofizikai folyamat feltárása.”
A kutatás a következő nyitott kérdéssel kecsegtet a jövő csillagászai felé: mi teszi különbözővé a korábbi elméletek által jósolt ütemben hűlő és az újonnan felfedezett, lassabban halványuló fehér törpéket?
„A különbség valószínűleg a csillagok összetételében rejlik”. – emelte ki Blouin. – „Vannak olyan csillagok, amelyek két másik csillag összeolvadásával keletkeznek. Amikor ezek a fejlődésük végső stádiumában fehér törpévé alakulnak, az összetételük megváltozik oly módon, hogy lehetségessé válnak azok a fizikai folyamatok, amelyek létrehozzák a fent említett, úszó, kristályos szerkezetet.”
A korábbi nézetek alapján a fehér törpék korát a csillagászok a hőmérséklettel hozták összefüggésbe: minél hidegebbnek látták az adott fehér törpét, annál idősebbnek feltételezték. Az újonnan felfedezett fűtési folyamat ismerete azonban felülírja ezt az elméletet, hiszen még ezeknek a halottnak hitt csillagoknak a belsejében is lejátszódhatnak a hőtermelésre irányuló folyamatok, amelyek tovább lassítják öregedésüket. Ez az új eredmény tehát tovább árnyalja a csillagok kormeghatározásának módszereit, éppen ezért a róla írt tanulmányt a kutatócsoport az igen nívós, Nature című folyóiratban publikálta.
Kutatók egy csoportjának tanulmánysorozata új megvilágításba helyezte a bolygókeletkezés lenyűgöző és összetett folyamatát. A Európai Déli Obszervatórium Nagyon Nagy Távcsövének (ESO VLT) segítségével készített felvételek a bolygókeletkezési korongokkal kapcsolatos egyik legnagyobb felmérés részeként készültek. A kutatás több mint 80 fiatal csillag megfigyelését gyűjti össze, amelyek körül nagy valószínűséggel bolygók alakulnak ki, így a rengeteg adat által egyedülálló betekintést nyújtanak a galaxisunk különböző régióiban megfigyelhető bolygók keletkezésének módjáról.
Válogatás a SPHERE által készített felvételekből.
„Az egyes csillagrendszerek intenzív tanulmányozásától eljutottunk a teljes csillagkeletkezési tartományok áttekintéséig.” – nyilatkozta Christian Ginski, az írországi Galway Egyetem oktatója, aki az Astronomy & Astrophysics folyóiratban megjelent három új tanulmány egyikének vezető szerzője.
Eddig több mint 5000 bolygót fedeztek fel, amelyek más csillagok körül keringenek, gyakran a saját Naprendszerünktől jelentősen eltérő rendszerekben. Ahhoz, hogy megértsük, hol és hogyan keletkezik ez a sokféleség, a csillagászoknak meg kell figyelniük a porban és gázban gazdag korongokat, amelyek a fiatal csillagokat beburkolják, és amelyek a bolygókeletkezés bölcsői. Ezek leginkább azokban a hatalmas gázfelhőkben találhatóak, ahol maguk a csillagok is kialakulnak.
Az Orion-felhőben található korongok a SPHERE képein.
Az érett bolygórendszerekhez hasonlóan az új képek a bolygóképző korongok rendkívüli sokszínűségét mutatják. „E korongok némelyike hatalmas spirálkarokat mutat, amelyeket feltehetően a keringő bolygók bonyolult balettje tartja fenn” – mondta Ginski. „Másokon gyűrűk és nagy üregek láthatók, amelyeket bolygók formálnak ki, míg mások egyenletesnek és szinte szunnyadónak tűnnek ebben a nyüzsgő tevékenységben” – teszi hozzá Antonio Garufi, az Olasz Nemzeti Asztrofizikai Intézet (INAF) Arcetri Asztrofizikai Obszervatóriumának csillagásza és az egyik cikk vezető szerzője.
A Taurus-felhőben található korongok a SPHERE képein.
A kutatócsoport összesen 86 csillagot tanulmányozott galaxisunk három különböző csillagkeletkezési tartományában: a kb. 600 fényévre található Taurus és a Chamaeleon I régiókat, valamint a kb. 1600 fényévre elhelyezkedő, gázban gazdag Orion-felhőt, amelyről ismert, hogy számos, a Napnál nagyobb tömegű csillag szülőhelye. A megfigyeléseket több mint tíz ország tudósaiból álló nemzetközi csoport gyűjtötte össze.
A Chamaeleon I felhőben található korongok a SPHERE képein.
A kutatócsoport számára ez az adathalmaz kulcsfontosságú betekintést engedett a bolygókeletkezés világába. Az Orionban például azt találták, hogy a két vagy több csillagot tartalmazó csoportok tagjainál kisebb valószínűségű a nagy bolygóképző korong. Ez jelentős eredmény, tekintve, hogy Napunkkal ellentétben galaxisunk legtöbb csillagának vannak kísérői. Emellett a korongok egyenetlen megjelenése ebben a régióban azt sugallja, hogy hatalmas bolygók ágyazódhattak be bennük, ami a korongok elgörbülését okozhatja, és így azok forgástengelye eltérhet a csillag forgástengelyétől.
Míg a bolygókat képző korongok több százszor nagyobb távolságra is kiterjedhetnek, mint a Föld–Nap-távolság, tőlünk több száz fényévnyire való elhelyezkedésük miatt apró tűszúrásokként jelennek meg az éjszakai égbolton. A korongok megfigyeléséhez a csapat az ESO Nagyon Nagy Távcsövére szerelt érzékeny exobolygó-kutatási eszközt, a SPHERE-t használta. A SPHERE legmodernebb extrém adaptív optikai rendszere korrigálja a Föld légkörének turbulens hatásait, így éles képeket készít a korongokról. Így a kutatócsoport a Nap tömegének felét elérő tömegű csillagok körüli korongokat tudott megörökíteni, amelyek általában túl halványak a legtöbb jelenlegi műszer számára. A felméréshez további adatokat szereztek a VLT X-shooter műszerével, amely lehetővé tette a csillagászok számára, hogy megállapítsák, milyen korúak és tömegűek a csillagok. Az Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), amelyben az ESO is partner, az egyes csillagokat körülvevő por mennyiségének meghatározásában segített.
Kompozitkép a Taurus-felhőben található MWC 758 katalógusszámú korongról. A sárga szín a SPHERE, a kék pedig az ALMA által készített felvételeket jelenti.
A technológia fejlődésével a kutatócsoport azt reméli, hogy még mélyebben elmerülhet a bolygókeletkezési rendszerek szívében. Az ESO hamarosan elkészülő Rendkívül Nagy Távcsöve (Extremely Large Telescope, ELT) nagy, 39 méteres tükre például lehetővé teszi a csapat számára, hogy tanulmányozza a fiatal csillagok körüli legbelső területeket, ahol a miénkhez hasonló kőzetbolygók kialakulhatnak.
Egyelőre ezek a látványos képek adatokkal teli kincsesládát jelentenek a kutatóknak, amelyek segítenek feltárni a bolygókeletkezés titkait. „Szinte költői, hogy ilyen szépek azok a folyamatok, amelyek a bolygók kialakulásának és végső soron az életnek a kezdetét jelzik a saját Naprendszerünkben” – összegzi Per-Gunnar Valegård, a hollandiai Amszterdami Egyetem doktorandusza, aki az Orion-tanulmányt vezette. Valegård, aki részmunkaidős tanár a hollandiai International School Hilversumban, azt reméli, hogy a képek arra ösztönzik majd tanítványait, hogy a jövőben tudósokká váljanak.
Mi az összefüggés a Margarita koktél, az ecet és a hangyacsípés között? Az, hogy mindhárom olyan kémiai anyagokat tartalmaz, mint a James Webb-űrtávcsővel vizsgált két fiatal csillagelőd, név szerint az IRAS 2A és az IRAS 23385. Noha a két rendszerben még nem alakultak ki bolygók, a James Webb-űrtávcső használatával detektált szerves molekulák központi szerepet játszhatnak abban, hogy a későbbiekben lakhatóvá és az élet kialakulására alkalmassá tegyék őket.
Az IRAS 23385 nevű csillagelőd a MIRI felvételén.
Egy kutatócsoport különféle összetett szerves molekulákból, például etanolból, vagy az ecet összetevőjeként ismert ecetsavból álló jegeket azonosított a vizsgált rendszerekben a James Webb-űrtávcső középinfravörös kamerájának mérései alapján (MIRI, Mid-Infrared Instrument). Ez a kutatás egy korábbi tanulmányra épül, amelyben a tudósok a James Webb-űrtávcső adatainak vizsgálatával különféle kémiai elemeket azonosítottak egy sötét, hideg molekulafelhőben.
A kutatócsoportot vezető Will Rocha (Leideni egyetem, Hollandia) a következőképpen nyilatkozott: „Felfedezésünk ismét felteszi nekünk az asztrokémia egyik kulcsfontosságú, de még meg nem válaszolt kérdését: vajon hogyan keletkeznek az összetett szerves molekulák az űrben? Kialakulásuk gáz vagy szilárd (jég) fázisban történik? A jegekben azonosított összetett szerves molekulák léte arra enged következtetni, hogy előállításukra képesek lehetnek a szilárd halmazállapotú, hideg porszemcsék felszínén végbemenő kémiai reakciók.”
A két fiatal csillagrendszerben azonosított összetett szerves molekulákat korábban nemcsak szilárd, hanem gáz halmazállapotú anyagban is detektálták. A legelfogadottabb elméletek szerint ezek nem gázként jöttek létre, hanem szilárd állapotban, majd a jegek szublimálása során a szilárd halmazállapotból a folyékony halmazállapotot kihagyva közvetlenül gázneművé alakultak át. Éppen ezért a jegekben található összetett szerves molekulák detektálásával a csillagászok hozzájárulhatnak a másféle, még az itt látottaknál is nagyobb és összetettebb molekulák kialakulásának megértéséhez.
Összetett szerves molekulák az IRAS 2A csillagelőd színképében.
A kutatók azt a kérdéskört is alaposan megvizsgálták, hogy a vizsgált csillagelődök környezetében talált összetett szerves molekulák a későbbiekben hogyan juthatnak el a fiatal csillagok körül majdan létrejövő bolygók felszínére. A tanulmányt publikáló csoport résztvevői szerint ezek a molekulák könnyebben jutnak el a fiatal csillagok körül kialakuló, a rendszer későbbi bolygóinak otthont adó tömegbefogási korongra hideg, szilárd, jeges fázisban, mint melegebb gáz halmazállapotban. A jegekben fellelhető összetett szerves molekulák ugyanis könnyedén beépülhetnek az üstökösök és aszteroidák anyagába, amelyek útjuk során ütközhetnek az újonnan kialakult bolygókkal, ilyen módon biztosítva felszínükön az élet kialakításához szükséges kémiai anyagokat.
Az összetett molekulákon túl a kutatóknak egyéb, egyszerűbb kémiai anyagok jelenlétét is sikerült kimutatniuk a vizsgált rendszerekben, mégpedig például a hangyacsípés égető érzetét keltő hangyasavat, a metánt, a formaldehidet, illetve a kén-dioxidot. Eddigi ismereteink alapján a kéntartalmú molekulák, mint például a kén-dioxid, jelenléte fontos szerepet játszott az anyagcseréhez köthető kémiai reakciókban a fiatal Földön is.
Különösen érdekes, hogy a kutatás során vizsgált források egyike, az IRAS 2A egy kis tömegű csillagelőd, és éppen ezért környezete hasonló lehet a korai Naprendszerhez. Ez arra utal, hogy az IRAS 2A rendszerében azonosított kémiai elemek jelen lehettek Naprendszerünk fejlődésének kezdeti időszakában is, és a fent bemutatott folyamatokkal eljuthattak az újonnan kialakult Földre is, hogy később lehetővé tegyék az élet kialakulását.
„Az IRAS 2A és az IRAS 23385 rendszerben azonosított összetett szerves molekulák később beépülhetnek üstökösökbe, illetve aszteroidákba, és ütközések révén a fiatal csillagok körül kialakuló tömegbefogási korong, majd az abban keletkező bolygók részévé válhatnak. Éppen ezért izgatottan várjuk, hogy a későbbiekben a James Webb-űrtávcső további adatainak elemzésével lépésről lépésre követhessük nyomon ezeknek a fiatal csillagrendszereknek a fejlődését.” – mondta a kutatásban részt vevő Ewine van Dishoeck.
Az itt bemutatott eredményekről szóló tanulmányt a kutatócsoport az Astronomy & Astrophysics című szakfolyóiratban tette közzé.
Jó hírek érkeztek az oldalára dőlt amerikai IM-1 Odysseus holdszondával kapcsolatban: működik és remény van arra, hogy a következő holdi éjszakát is túlélje, majd folytassa a kutatási feladatait a Hold déli poláris vidékén.
Mint ismeretes, magyar idő szerint 2024. február 23-án 00:23-kor a houstoni székhelyű Intuitive Machines (IM) magánvállalat IM-1 Odysseus Lander leszállóegysége sikeresen leszállt a Hold déli poláris vidékén, a 24 km átmérőjű Malapert A kráter közelében, ami a déli pólustól mintegy 300 km távolságban van. Eddig ez a holdszonda szállt le legközelebbre a Hold déli pólusához. A NASA és az IM magánvállalat első, 2024. február 24-i sajtótájékoztatóján bejelentették, hogy az Odysseus leszállóegység ferde helyzetben fekszik a Hold felszínén, de sikerült vele rádiókapcsolatot létesíteni.
Közben a NASA már 2009 óta a Hold körül keringő LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) LROC NAC nagyfelbontású kamerájával sikerült képeket készíteni az IM-1 Odysseus leszállóegységről. Kiderült, hogy a holdszonda a kijelölt leszállási ponttól 1,5 km-re szállt le.
A Hold körüli pályán keringő LRO-szonda LROC NAC kamerájával sikerült azonosítani az IM-1 Odysseus leszállóegységet (NASA/GSFC/ASU, LRO/LROC).
A NASA és az Intuitive Machines magánvállalat 2024. február 28-i sajtótájékoztatója. A sajtókonferenciát Nilufar Ramji (balra), a NASA szóvivője vezette. A konferencia résztvevői az asztalnál (balról jobbra): Steve Altemus, az Intuitive Machines magánvállalat vezérigazgatója és társ-alapítója, Joel Kearns, a NASA tudományos kutatási igazgatóhelyettese (NASA Központja, Washington), Tim Crain, az Intuitive Machines műszaki (technológiai) vezetője, a cég társ-alapítója, valamint Sue Lederer, a CLPS (Commercial Lunar Payload Services) projekt tudományos kutatója, NASA Johnson Űrközpont (JSC) (NASA Központ, Washington).
Steve Altemus, az Intuitive Machines magánvállalat vezérigazgatója és társ-alapítója hangsúlyozta, hogy az Odysseus a ferde felszíni helyzete ellenére is sikeresen teljesítette a feladatait, mert mind a hat fedélzeti műszere küldte és küldi a mérési adatokat, kamerái pedig a felvételeket. A leszállóegység küldetése egyben próbautat is jelent, a technikai hibák későbbi kiküszöbölésére már vannak is elképzelések. „Nem egyszerű dolog, hanem egyenesen kihívás az új és nehéz holdi leszállóhelyeken tökéletes leszállást végrehajtani” – mondta Steve Altemus.
A felvételeken látható, a szonda egyik lába eltörött a talajt éréskor. Az is kiderült, hogy a szonda hossztengelye mintegy 30 fokos szögben hajlik a talaj síkjához képest.
Az alábbi két felvételen a szonda eltört lába, valamint a leszállóhely felszíni részletei is látszanak leszállóegység nagy- és kislátószögű kameráinak felvételein.
A Hold felszínén eldőlten fekvő IM-1 Odysseus leszállóegység egyik lába eltört, ahogy azt a nagy látószögű kamera felvétele mutatja (Intuitive Machines, Universe Today, 2024.02.28.).
Az IM-1 Odysseus leszállóegység törött lába a kislátószögű kamera felvételén (Intuitive Machines, Universe Today, 2024.02.28.).
Joel Kearns, a NASA tudományos kutatási igazgatóhelyettese felhívta a figyelmet arra, hogy mivel a Holdnak nincs légköre, ami segítene egy leszálló űreszköz fékezésében, így az űrszonda a magával vitt üzemanyagot a fékezésre és a leszállóhely keresésére használja el, miközben teljes tömege csökken az üzemanyag-felhasználás miatt. Tehát emiatt sem egyszerű leszállni a Holdon.
Kerns emlékeztetett arra, hogy a leszállási helyet a tervezettnél kissé nagyobb sebességgel érte el (kb. 3 m/s süllyedés és 1 m/s vízszintes irányú sebesség-összetevőkkel). Ez azt okozhatta, hogy a szonda egyik lába eltört a nagyobb függőleges süllyedési sebességtől, illetve a vízszintes sebesség miatt bele is akadhatott az egyenetlen felszínbe.
Tim Crain, az Intuitive Machines műszaki (technológiai) vezetője, a cég társ-alapítója, bemutatta és elemezte az Odysseus leszállását.
Tim Crain a 2024. február 28-i sajtótájékoztatón bemutatja, hogy az IM-1 Odysseus Lander leszállása során hogyan dőlt el, és miért törhetett el az egyik lába (bal oldali lép). A lander hossztengelye mintegy 30 fokos szögben áll a felszínhez képest (jobb oldali kép) (NASA CSLPS, Intuitive Machines sajtótájékoztató, 2024.02.28., Daily Mail, 2024.02.28.).
Tim Crain emlékeztetett arra, hogy a leszállóegység elektronikáját nem a Hold rettenetesen hideg, -200 Celsius-fokos éjszakai hőmérsékletére tervezték, amelyen az elektronikai alkatrészek tönkremehetnek, de ennek ellenére túlélte az IM-1 Odysseus szonda elektronikája a zord holdi éjszakát. Sőt az is lehet, hogy az akkumulátorok miatt nem élik túl a hideg holdi éjszakát, eldeformálódhatnak a fagyáspont alatt.
Tim Crain azokat a módosítási javaslatokat és terveket is felvázolta, hogy miként lehet javítani a jövőben a holdszondák leszállását. Az IM szondák esetében például a hajtóművek technikai és működtetési részletein, illetve a lézeres magasságmérők és radar (lézer-radar, lidar) technikán is kell javítani.
Tim Crain azt is elmondta, hogy mintegy 350 megabyte tudományos és technikai adatmennyiség érkezett a holdszondáról. A technikai adatok információt adnak a leszállás részleteiről és a szonda Holdon eddig eltöltött idején a műszerek és berendezések működéséről és állapotáról. Ez az információmennyiség segít a jövő holdszondáinak tökéletesítésében.
A NASA CLPS projekt tudományos kutatója, Sue Lederer asztrofizikus és bolygókutató megerősítette, hogy az IM-1 Odysseus leszállóegységről beérkezett adatok jó minőségűek és nagyon hasznosak technikai és tudományos szempontból egyaránt. Sue Lederer azt is kiemelte, hogy nem csak képfelvételek érkeztek a leszállóegységről, hanem a ROLSES (Radio wave Observation at the Lunar Surface of the photoElectron Sheath) műszere fontos adatokat rögzített a Hold felszínéhez közeli fotoelektronok mozgása (plazmaoszcillációk) során keltett rádióhullámokból. Ezekből az adatokból a holdfelszín közeli elektronsűrűség és rádiózaj mértéke is megállapítható. A ROLSES más rádióforrások jeleit is tudja érzékelni a működési frekvenciatartományokban.
Az alábbi videón végigkövethető a NASA 2024. február 28-i sajtótájékoztatója az IM-1 Odysseus leszállóegység helyzetéről, az eddigi sikeres holdfelszíni működéséről, a beérkezett képekről és adatokról, valamint a közeljövőben várható működésével kapcsolatos esélyekről.
Optimista várakozások szerint az Odysseus leszállóhelyén a következő holdi nappal idején talán lehetőség lesz az EagleCam (Sas(szem) Kamera) kibocsátására a szondából, így a szonda helyzetéről további információkat kaphatunk. Az EagleCam-et a leszállás utolsó szakaszában, a felszíntől mintegy 30 méteres magasságban lőtte volna ki a szondából egy automatika, de annak szoftvere nem működött. Az EagleCam egyébként egy CubeSat, amelyen egy kamera van elhelyezve, és elviseli a gyors indítást és a felszínre érést. Hibátlan működés esetén fontos felvételeket készített volna a leszállóegység végleges felszíni helyzetéről és állapotáról. Az EagleCam kameráját a floridai Daytona Beach területén levő Embry-Riddle Aearonautical University (ERAU) hallgatói tervezték és készítették.
Az alábbi videó az EagleCam kifejlesztését mutatja be röviden.
EagleCam CubeSat Camera System | Embry-Riddle Aeronautical University (ERAU) – EmbyRiddleUniv – 2021. aug. 2. – 00m41s (YouTube)
A NASA és az Intuitive Machines szakemberei reménykednek abban, hogy a rettenetesen hideg, a felszínen a közel -200 Celsius-fokos holdi éjszaka után a fekvő helyzetben levő IM-1 Odysseus leszállóegység ismét képes lesz működni és felvételeket készíteni, valamint mérési adatokat is közvetíteni a Földre.
A hír a GINOP-2.3.2-15-2016-00003 “Kozmikus hatások és kockázatok” projekt témaköréhez kapcsolódik.
A Nagy Orion-köd „árnyékában” húzódik meg ez a fényes, látványos reflexiós köd. Hajlamosak vagyunk megfeledkezni róla, holott igazi, első osztályú látványosság!
Varga István, Cserszegtomaj
Pierre Méchain fedezte fel 1780-ban, és Charles Messier ugyanabban az évben felvette az üstökösszerű objektumok katalógusába. Az M78 az NGC 2064, NGC 2067 és NGC 2071 ködcsoportok legfényesebb diffúz reflexiós köde. Ez a csoport az Orion B molekulafelhőkhöz tartozik, és körülbelül 1350 fényévnyire van a tőlünk. Ez a felvétel csupán elvonási tünet kezeléseképpen jött létre, ugyanis az előrejelzés egyedül február 13-ára jelzett tiszta eget, a következő este már csak ráadás volt. Ezért „valami könnyű célpontot” kerestem magamnak, aztán kiderült, nem is olyan könnyű célpont. A Messier 78-ban csodálatos részletek láthatók, de hogy ezeket előcsalogathassam, még meg kell sokszoroznom az expozíciók számát.
Két fehér törpe óriás exobolygóiról készített felvételt a James Webb-űrtávcső. A felfedezés a Naprendszer sorsára is fényt deríthet, megmutatja, mi történik, miután a Nap vörös óriássá, majd végül fehér törpévé válik.
Művészi illusztráció egy felhős exobolygóról, valamint egy fehér törpe körül keringő törmelékkorongról. (NASA / JPL-Caltech)
A látványos szupernóva-robbanások érthető módon magukra vonják a figyelmünket, a legtöbb csillag azonban csendesen fejezi be életét: külső rétegeiket az űrbe repítik, és puszta magjukat izzó planetáris köddel burkolják be. A fehér törpeként megmaradó mag nagyjából azonos tömegű a Nappal, de mérete csupán a Földéhez hasonló. Ez az égitest eleinte nagyon forró, de az évmilliárdok alatt lassan lehűl.
A Naphoz hasonló csillagok élete során rövid időre megjelenik egy planetáris köd. A planetáris ködök általában kereknek vagy elliptikusnak látszanak, de akár egészen más formát is ölthetnek, mint például az itt látható NGC 5189. (NASA / ESA / the Hubble Heritage Team (STScI/AURA))
Ahogy a csillagok fősorozati csillagból vörös óriássá, majd fehér törpévé alakulnak át, a hozzájuk közel keringő bolygókra pokoli sors vár: vörös óriásként a Nap több mint 200-szor nagyobb lesz, mint most, elnyeli a Merkúrt, a Vénuszt, és valószínűleg a Földet is. Azt még nem tudjuk, hogy az átalakulás pontosan hogyan hat a távolabbi bolygókra. A folyamat jobb megismeréséhez olyan planétákat kell vizsgálnunk, amelyek túlélték a csillaguk átalakulását. Úgy tűnik, hogy a James Webb-űrtávcső most talált két bolygót, amelyek éppen ilyenek.
Eddig csupán néhány bolygótömegű égitestet találtak fehér törpék körül, de a kutatók szerint sokkal több létezik: a látszólag magányos fehér törpék 25–50 százalékának spektrumában fémekre utaló jeleket találtak, ami azt jelenti, hogy közvetlenül nem látható bolygókról vagy aszteroidákról származó anyagot gyűjtenek magukba. Ha ezek körül a „fémszennyezett” fehér törpék körül gyakoriak az óriásbolygók, akkor ez azt jelenti, hogy a planéták képesek túlélni a vörös óriás fázist, és szerepet játszanak abban, hogy az anyagot gravitációsan a fehér törpe felé taszítsák.
A két fehér törpe és a bolygójelöltek. A felső képsoron a bal felső sarkokban látszó égitest egy galaxis. (Mullally et al. 2024)
Susan Mullally (Space Telescope Science Institute) és munkatársai négy fehér törpét vizsgáltak meg a James Webb-űrtávcsővel, amelyeknek bolygóik lehetnek. Bebizonyosodott róluk, hogy a légkörük fémeket tartalmaz, és elég fiatalok, illetve elég közel vannak ahhoz, hogy a bolygóik viszonylag fényesnek látsszanak. Még mielőtt a fehér törpék fényét gondosan eltávolították volna a felvételekről, a kutatók ráleltek arra, amit kerestek – a négy fehér törpe közül kettő körül lehetséges óriásbolygókra.
A megfigyelések egy-egy vöröses égitestet fedtek fel a négy fehér törpe közül kettő közelében. Ha ezek az égitestek valóban bolygók, és egyidősek a két fehér törpével (amelyek 5,3 és 1,6 milliárd évesek), akkor valószínűleg a tömegük 1–7-szer, illetve 1–2-szer nagyobb a Jupiterénél. Jelenleg 11,47 és 34,62 csillagászati egységre keringenek a csillaguktól, ami 5,3 és 9,7 csillagászati egység lehetett, amikor a csillagok még fősorozatiak voltak – hasonlóan a Jupiter és a Szaturnusz jelenlegi keringési távolságához.
A két új bolygójelölt (piros háromszögek) kora és keringési távolsága összehasonlítva a Naprendszer négy óriásbolygójával (kék csillagok), valamint a 12 jupitertömegnél kisebb égitestekkel, amelyeket korábban közvetlenül megfigyeltek (fekete körök). (Mullally et al. 2024)
Bár úgy tűnik, hogy az égitestek kapcsolódnak a fehér törpékhez, elképzelhető, hogy a Naprendszer kisebb objektumai kontárkodtak bele a képbe, vagy esetleg távoli, vöröses galaxisok kóvályognak a háttérben. A kutatók szerint 3000-ből 1 a valószínűsége annak, hogy az észlelések hamis pozitívak.
Ha a James Webb-űrtávcső jövőbeni megfigyelései megerősítik a fehér törpék és a jelölt bolygók közös sajátmozgását, akkor ez lesz az első közvetlen felvétel olyan planétákról, amelyek korukban, tömegükben és keringési távolságukban is hasonlóak a Naprendszer óriásbolygóihoz.
A felfedezést ismertető szakcikk a The Astrophysical Journal Letters című lapban jelent meg, online pedig itt olvasható.
A www.csillagaszat.hu oldal felületén sütiket (cookie) használunk. Ezeket a fájlokat az ön gépén tárolja a rendszer. Az oldal használatával ön beleegyezik a cookie-k használatába. További információért kérjük olvassa el adatvédelmi tájékoztatónkat. További információ
A süti beállítások ennél a honlapnál engedélyezett a legjobb felhasználói élmény érdekében. Amennyiben a beállítás változtatása nélkül kerül sor a honlap használatára, vagy az "Elfogadás" gombra történik kattintás, azzal a felhasználó elfogadja a sütik használatát.
