Csillaghalmazok a Nagy Magellán-felhőben
(Rovat: Távoli világok kutatói, Űrcsillagászat Európában - 2019.09.21 10:15.)

Ahogyan az egyidős emberek kinézete és testalkata is nagymértékben különböző lehet, ugyanez elmondható a csillaghalmazokról is.

A NASA–ESA Hubble-űrteleszkóp legújabb megfigyelései arra utalnak, hogy a kronológiai életkor alapján nem állapítható meg teljesen a csillaghalmazok kialakulásának teljes története. A csillaghalmazok kialakulására és fejlődésére vonatkozó korábbi kutatások azt sugallták, hogy ezek a rendszerek általában kompaktak és sűrűek, amikor kialakulnak, majd az idő múlásával a csillagok eltávolodnak egymástól, hogy kisebb-nagyobb alhalmazokat alkossanak. A Nagy Magellán-felhőben (LMC) végzett legújabb Hubble-megfigyelések közelebb vitték a csillagászokat annak megértéséhez, hogy hogyan is változott a Nagy Magellán-felhőben lévő csillaghalmazok mérete.

A csillaghalmazokat sok (akár egymillió) csillag is alkothatja. Ezek a halmazok aktív rendszerek, amelyekben a csillagok közötti kölcsönös gravitációs hatások idővel megváltoztatják a halmazok szerkezetét (a jelenséget a csillagászok „dinamikai fejlődésnek” nevezik). Az ilyen kölcsönhatások miatt a nagy tömegű csillagok fokozatosan a halmaz középpontja felé mozognak, míg a kis tömegű csillagok akár el is szökhetnek a rendszerből. Ez a halmaz magjának fokozatos zsugorodását idézi elő különböző időskálákon. Ez azt jelenti, hogy az azonos korú halmazok megjelenése és alakja nagyban változhat, eltérő „dinamikai koruk” miatt.

A Nagy Magellán-felhő a Földtől közel 160 ezer fényévre fekszik, és a Tejútrendszer kísérő galaxisa, amely különböző életkorú csillaghalmazoknak ad otthont. Tejútrendszerünk ezzel szemben szinte csak idős csillaghalmazoknak ad otthont. A Nagy Magellán-felhőben a csillagcsoportoknál megfigyelt méretek eloszlása az életkor függvényében nagyon rejtélyes, mivel a fiatal halmazok mind kompaktak, míg a legöregebb rendszerek között találhatóak mind kis, mind pedig nagy méretűek.

Megállapították, hogy minden csillaghalmaz, beleértve a Nagy Magellán-felhőben találhatókat is, tartalmaznak úgynevezett „kék vándor” csillagokat (blue stragglers). Bizonyos körülmények között egyes csillagok extra „üzemanyagot” kapnak, ami újra ragyogásra készteti őket. Ez olyan esetekben fordulhat elő, ha az egyik csillag anyagot szív el a kísérőjétől, vagy ha két csillag összeütközik. A kék vándorok fényesek, viszonylag könnyen megfigyelhetők, nagy tömegűek, ami azt jelenti, hogy a halmaz középpontja felé mozognak, emiatt ideális indikátorai a csillaghalmaz dinamikai korának.

Francesco Ferraro, az olaszországi Bolognai Egyetem munkatársa és csapata a Hubble-űrtávcsövet használta, hogy megfigyelje a kék vándor csillagokat öt (egymást követő) idős, különböző méretű csillaghalmazban a Nagy Magellán-felhőben, és sikerült is őket dinamikai koruk szerint rangsorolni.

A Nagy Magellán-felhő egyik vizsgált gömbhalmaza, az NGC 1466. (Kép: ESA/Hubble & NASA)

„Bebizonyítottuk, hogy a csillaghalmazok eltérő szerkezete a dinamikai fejlődés különböző fázisainak köszönhető: habár ugyanabban a kozmikus időszakban alakultak ki, ennek ellenére fizikai megjelenésük nagyon eltérő. Ez az első alkalom, hogy a dinamikai fejlődés hatását sikerült kimutatni a Nagy Magellán-felhő halmazaiban” – mondja Ferraro. „Ezek az eredmények új irányvonalat mutatnak a további kutatásokhoz, mivel újszerű és értékes módszert adnak a Nagy Magellán-felhő csillaghalmazainak tanulmányozására, hozzájárulva új elméletek kidolgozásához, hogyan is alakultak ki a Nagy Magellán-felhőben a csillaghalmazok" – tette hozzá Barbara Lanzoni társszerző. Szakcikkük a Nature Astronomy folyóiratban jelent meg.