Csillagok és bolygók határán
Megtalálták a hiányzó láncszemet?
(Rovat: Űrcsillagászat Európában - 2004.07.03 13:36.)

Újabb jelentős eredményeket értek el az Európai Déli Obszervatórium csillagászai a Chilében található Very Large Telescope segítségével. Egy nemzetközi csillagász csoport sikeresen megmérte egy nagyon hideg barna törpe tömegét. A törpét egy másik csillag kísérőjeként sikerült felfedezni.

A kettőscsillag-rendszer tagjai igazán kitettek magukért. A főkomponens tömege is nagyon kicsi (7,5-9,5 %-a a Nap tömegének), de a kísérő barna törpe a maga 5-7 százalékával a rekordok könyvébe is bekerülhetne! Mindeddig még nem sikerült közvetlen megfigyelések segítségével meghatározni egy barna törpe tömegét. A csillagok életkorát fél-egymilliárd év körülire becsülik. Úgy tűnik, az eredménynek köszönhetően, egy új osztályt kell létrehozni, amely a nagyon hideg barna törpéké. Így talán sikerült a hiányzó láncszemet megtalálni a csillagok és a nehéz bolygók között. Bár elméleti úton megjósolták az ilyen extrém alacsony tömegű csillagok létét, s már – főként a csillagra kifejtett gravitációs hatása révén – sikerült is néhányat találni, közvetlen megfigyeléssel azonban még soha nem becsülhettük meg a felszíni hőmérsékletét. A csillagfelszín hőmérséklete mindössze 1800 K körülinek adódott (kb. 1500 °C).

A különleges objektumot a Hubble Űrteleszkóp segítségével 2000-ben azonosították, majd több kutatóintézet is vizsgálta. Ilyen volt a Hawaii-szigeteken működő Gemini North és Keck-I teleszkópok (utóbbi a világ legnagyobb tükörátmérőjű, 10 méteres távcsöve), a legmélyrehatóbb elemzéseket a chilei VLT-rendszerrel végezték.

Azon csillagok belsejében, melyek tömege a Nap tömegének csak kb. mintegy 7,5-8 %-a, nem indul be az ún. fősorozati csillagok esetében ismert hidrogén-fúzió. Ezen csillagok belsejében még a deutérium-fúzió (ekkor a neutron-proton atommagú hidrogénion fuzionál, s nem a proton-magú) időlegesen működik, de fő energiájukat a lassú összehúzódásukból származó gravitációs energia adja. Ezeket az objektumokat hívjuk barna törpének. (A fúzió, még ha rövid is, érdemessé teszi a barna törpéket a csillag cím elnyerésére.) Nem véletlen tehát, hogy a barna törpéket hol „halott vagy torzszülött csillagokként”, hol „szuperbolygókként” említik. (A kis sugárzás és kis tömeg miatt lett aztán végül barna törpe a hivatalos elnevezése.)

Az újonnan megtalált barna törpe igen közel áll ehhez a határhoz. Az „égitest” a 2MASSW J0746425+2000321 katalógus számú csillag körül kering, a rendszer 40 fényévre található tőlünk. A törpe tömegét a két csillag pályamozgásából lehetett kiszámítani. A kettős rendszer minkét komponensének részletes vizsgálata által a szakemberek meg tudták határozni a keresett értéket. A két csillag nagyon közel van egymáshoz, és bár az űrtávcső és a földi óriástávcsövek igen jó felbontású képeket tudnak készíteni, ez a távolság mégis nagyon kicsi, mintegy 1/20000 fok. Ez olyan mintha egy 10 Ft-ost 25 km távolságból szemlélnénk. Tovább nehezíti a dolgot, hogy a megfigyelés nagyon időigényes, négy éven keresztül kellet figyelni a két csillag egymáshoz képesti elmozdulásait. Ez az idő elég volt ahhoz, hogy sikerüljön pontosan megalkotni a csillagok pályáját, miszerint a két objektum 10 év alatt kerüli meg egymást. Ha a pálya ismert, már ki lehet számítani a rendszer alkotóinak tömegét. A két objektum távolsága mindössze 2,5 csillagászati egység (Nap–Föld távolság), ami olyan, mintha a kisbolygóöv távolságában keringene. (A kis távolság ellenére a nagy keringési idő épp a kis tömegeknek köszönhető.) A technikai fejlődésnek következtében, a közeli infravörös tartományban sikerült lefényképezni a kettőscsillag-rendszert. Sőt, a négy éves megfigyelés-sorozatnak hála, még animációt is készítettek a két csillag közös tömegközéppont körüli keringéséről.

A barna törpéket 1995-ben fedezték fel. Azóta a fejlődő technikának köszönhetően egyre többet tudhatunk meg róluk. A 2MASSW J0746425+2000321 rendszer most komoly feladat elé állítja az asztrofizikusokat. Az új adatok alapján le kell ellenőrizni a barna törpékre eddig felállított törvényszerűségek igazát. Végső soron pedig válaszolni kell rá, meddig bolygó a bolygó, mettől csillag egy csillag. A kutatások ezért újabb lendülettel tovább folytatódnak, hogy kiderüljön, miféle érdekességeket tartogatnak még ezek a különleges csillagok.

A több távcsővel végzett megfigyelés-sorozatnak egy másik, technikai haszna is volt: összehasonlítható az egyes teleszkópok leképezésének minősége. A fotók szerint a vizsgált színképtartományban az európai távcsövek már jobb képeket készítenek az amerikai-európai együttműködésben indított, rengeteg új eredményt felvonultató Hubble-nél.

Boros-Oláh Mónika