Rieth József: Anyagvilág - Háttérinformáció:

Egy különleges páros

Tartalomjegyzékhez Világképem     

Egy nemzetközi kutatócsoport, az ESA Gaia-missziója — amatőr csillagászok hatékony közreműködésével — kivételesen ritka kettőscsillagot fedezett fel: a fehér törpéből és hatalmas térfogatúra puffadt társából álló, a kataklizmikus változócsillagok egy ritka csoportjába sorolható párost, melynek a hozzánk viszonyított helyzete is különleges. A két csillag keringési síkja ugyanis a látóiránnyal párhuzamos, s ennek köszönhetően olyan fedési kettőst is alkotnak, amelyben periodikus időközönként a fehér törpét teljesen elfedi a kísérője.

A szupersűrű fehér törpe eközben folyamatosan anyagot szív el társától, s lassacskán szó szerint „felfalja" azt. A kutatók szerint a rendszer különlegesen kedvező megfigyelési lehetőségeket nyújt a fényes szupernóva-robbanásokig vezető folyamatok vizsgálatához és megértéséhez. A kutatás eddigi eredményeit bemutató részletes tanulmányuk a Monthly Notices of the Royal Astronomícal Society szakfolyóiratban jelent meg.

A Gaia-misszió az Európai Űrügynökség (ESA) 2013 végén felbocsátott vállalkozása, amelyben számos európai ország kutatói vesznek részt (köztük magyarok is). Fő célja a Tejútrendszer eddigi legátfogóbb és legpontosabb háromdimenziós térképének elkészítése, ennek során nagyon pontos pozíció- és fényességméréseket végez. Ötévesre tervezett küldetése során összesen egymilliárd csillagnak a galaxis középpontja körüli mozgását követi nyomon minden korábbinál pontosabb eszközeivel, miközben a csillagok mindegyikét nagyjából százszor figyeli meg.

A most felfedezett kettős, amely tőlünk 730 fényévre, a Sárkány (Draco) csillagképben látható, a Gaia14aae nevet kapta, az őt még tavaly augusztusban felfedező Gaia-misszióról. A rendszer azzal hívta fel magára a figyelmet, hogy fényessége hirtelen, egyetlen nap alatt ötszörösére növekedett.

A Cambridge-i Egyetem kutatói által vezetett nemzetközi kutatócsoport a Gaia megfigyeléseit elemezve arra a megállapításra jutott, hogy a hirtelen kifényesedés annak tulajdonítható, hogy a szupersűrű fehér törpe egy körülötte kialakult akkréciós korongon keresztül nagyobb mennyiségű anyagot szívott el társától.

Fantáziakép a Tejútrendszer 1 milliárd csillagát felmérő Gaia-misszióról (KÉP: ESA/GAIA)

A kettős további megfigyelése nyomán aztán kiderült, hogy a rendszer egy olyan ritka fedési kettős, amelyben az egymáshoz közeli, szorosan kötött pályán keringő két csillag tőlünk nézve nagyjából 50 percenként teljes fedésbe kerül.

Fantáziakép a Gaia14aae-rendszerről
(KÉP: MARISA GROVE/INSTITUTE OF ASTRONOMY)

„Ez valóban rendkívül ritka, szerencsés geometria - nyilatkozta a kutatócsoportot vezető Heather Campbell, a Cambridge-i Csillagászati Intézet munkatársa. — Ennek köszönhetően sikerült nagyon pontosan megmérni a kettős különféle adatait, megállapítani az összetevők típusát és bepillantani kölcsönhatásuk részleteibe."

Ezt követően a Kanári-szigeteken lévő William Herschel-távcső spektroszkópiai megfigyelései alapján Campbell és munkatársai azt is megállapították, hogy a Gaial4aae nagy mennyiségű héliumot tartalmaz, miközben hidrogént nem sikerült benne kimutatni, ami felettébb meghökkentő, lévén a hidrogén a Világegyetem leggyakoribb eleme. A hidrogén hiánya tette lehetővé, hogy a kutatók a Gaial4aae kettőst a kataklizmikus változócsillagok egy nagyon ritka osztályába, az AM Canum Venaticorum (AM CVn) típusú változók körébe sorolják. Erre az osztályra jellemző, hogy mindkét tagja valamennyi hidrogénjét feldolgozta, illetve elvesztette már.

Az AM CVn közé tartozó kettősök egyik tagja egy kis, forró fehér törpe, amelynek rendkívül erős gravitációja folyamatosan maga felé vonzza társának anyagát, s az egy akkréciós korongon keresztül a fehér törpe felszínére hullik.

A felfúvódott kísérő térfogata mintegy 125-szöröse a Napénak, ennek megfelelően anyaga rendkívül ritka, szemben a Föld-méretű fehér törpe szupersűrű anyagával, amelyből egyetlen teáskanálnyi annyit nyom, mint egy felnőtt elefánt. A nagy kiterjedésű, de ritkás anyagú kísérő össztömege azonban mindössze 1 százaléka a fehér törpe tömegének.

Az AM CVn-rendszerek a csillagászok számára azért különösen érdekesek, mert a szupernóvává válás egyik fontos szakaszában vannak, s így kulcsot adhatnak az asztrofizika egyik máig megoldatlan rejtélyének megfejtéséhez: milyen folyamatok vezetnek el az Ia típusú szupernóva-robbanáshoz? Ezek a szupernóvák ugyanis egyfajta szabványgyertyaként — amelynek látszó fényessége a tőlünk való távolságának függvénye — meghatározó szerepet töltenek be a kozmikus távolságok mérésében. Ez azonban ténylegesen csak modellszámításokon, illetve a robbanás után visszamaradt maradványok vizsgálatán alapul, a szupernóvák előfutárait szinte lehetetlen kiszűrni.

A Gaial4aae esetében sem tudni, hogy amennyiben bekövetkezik, mi váltja majd ki a robbanást. Az elfogadott modellek szerint ez akkor következik be, amikor a fehér törpe tömege eléri a Chandrasekhar