Egy csillaghalmaz három születésnapja
Képzeljék el, hogy a házukban három óra is van, melyek különböző időkben csörögnek. A csillagászok a három, nem szinkronban lévő óra esetéhez hasonló jelenséget figyeltek meg az ősi NGC 6791 jelű nyílt csillaghalmazban.
Az NGC 6791 egyike a legidősebb és legnagyobb ismert nyílthalmazoknak, megközelítőleg 10-szer nagyobb, mint a legtöbb nyílthalmaz, és nagyjából 10000 csillagot tartalmaz. A Lant csillagképben helyezkedik el. A kutatók azt állítják, hogy a probléma talán alapjaiban változtathatja meg a halmazok kormeghatározásának módszerét.
A Hubble-űrteleszkópot használták a halmaz leghalványabb csillagainak vizsgálatára, melynek során a kutatók 3 különböző korú csoportot fedeztek fel. A felfedezett populációk közül 2 kiégett csillagok halmaza, úgynevezett fehér törpék. Ezen két csoport egyikének csillagmaradványai 6 milliárd évesnek tűnnek, míg a másikban lévők 4 milliárd évesnek. Ezek a korok nincsenek összhangban a halmaz normál csillagainak korával, melyek 8 milliárd évesek.
Ez az eltérés a korok között viszont probléma, mivel egy nyílthalmaz csillagainak ugyanolyan korúnak kellene lennie, hiszen egyszerre alakulnak ki egy nagy intersztelláris gáz- és porfelhőben. Így tényleg eltöprengtünk azon, vajon mi is történhetett valójában – magyarázza Luigi Bedin csillagász, az Űrtávcső Tudományos Intézet (Space Telescope Science Institute, STScI) munkatársa. Ivan King, a kutatás vezetője azt nyilatkozta: Ez a felfedezés azt jelenti, hogy van egy olyan mozzanat a fehér törpék kialakulásában, amelyet még nem értünk.
Széleskörű elemzések után a kutatócsoport tagjai rájöttek, hogyan lehetséges, hogy a fehér törpék két csoportja látszólag különböző korú, de valójában mégis egyidősek. Lehetséges, hogy a fiatalabbnak tűnő csoportot ugyanolyan típusú csillagok alkotják, de a csillagok kettős rendszereket képeznek. Az ilyen kettős rendszerekben két csillag kering egymás körül.
A halmaz nagy távolsága miatt ezeket a kettőscsillagokat a csillagászok egy fényesebb csillagként látják. A fényességük miatt fiatalabbnak gondolták őket – mondta Maurizio Salaris, a kutatócsoport tagja.
Kettős rendszerek teszik ki az NGC 6791 halmaz normál csillagainak jelentős hányadát is, és ezt az arányt számos más halmaznál is megfigyelték már. Viszont ez lenne az első eset, hogy fehér törpe populációban találtak ilyen kettős rendszereket. A bizonyítékunk, miszerint a kettősök okozzák az anomáliát, elegáns megoldás egy látszólag megmagyarázhatatlan talányra” – mondja Giampaolo Piotta, a kutatócsoport tagja, a Padovai Egyetem munkatársa.
Bedin és kollégái megkönnyebbültek, hogy most már csak két kort kell összeegyeztetniük: egy 8 milliárd éves korú normál csillagpopulációét és egy 6 milliárd éves korú fehér törpékből álló csoportét. A kutatók azt állítják, hogy szükséges valamilyen folyamat jelenléte, mely lassítja a fehér törpék fejlődését.
A Hubble-űrteleszkóp ACS (Advanced Camera for Surveys) elnevezésű eszköze tanulmányozta az NGC 6791 halmaz egész fehér törpe populációjának hűlési sebességét, a legfényesebbtől a leghalványabb csillagig. A legtöbb csillaghalmaz túl messze van tőlünk, és a fehér törpék túl halványak ahhoz, hogy földi teleszkóppal tanulmányozhatóak legyenek, de a Hubble számos fehér törpét képes megfigyelni.
A fehér törpék olyan kiégett csillagok, melyekben már nem zajlanak fúziós folyamatok. Hátramaradó forró magjuk viszont évmilliárdokig sugározza a hőt, amíg végül lassan kihűl, és a sötétségbe veszik a hátramaradó csillag. A csillagászok eddig a fehér törpéket alkalmazták a csillaghalmazok korának meghatározásához, mivel ezek a halmaz első csillagainak maradványai, melyek már mind felélték nukleáris tüzelőanyagukat. Sokáig megbízhatónak gondolták a fehér törpéket, mivel a hűlési sebességük megjósolható. Az idősebb törpék, melyek hidegebbek, látszólag tökéletes óraként funkcionálnak, melyek majdnem addig „ketyegnek”, amíg a halmaz létezik.
2008. jĂşlius 15., kedd 10:10
