2008.02.11. - Egy kulcs­fon­tos­sá­gú csil­lag pon­tos tá­vol­sá­ga

A csil­la­got öve­ző por­fel­hő­ről vissza­vert fény vál­to­zá­sai alap­ján nagy pon­tos­ság­gal meg­ha­tá­roz­ták egy hosszú pe­ri­ó­du­sú pul­zá­ló szu­per­óri­ás tá­vol­sá­gát. A ku­ta­tó­cso­port ma­gyar tag­ja Sza­ba­dos Lász­ló.

A Pier­re Kerv­el­la ve­zet­te ku­ta­tó­cso­port, mely­nek tag­ja Sza­ba­dos Lász­ló (MTA Kon­koly The­ge Mik­lós Csil­la­gá­sza­ti Ku­ta­tó­in­té­zet) is, az ESO La Sil­la-n üze­me­lő NTT (New Tech­no­logy Te­lesc­ope) te­lesz­kóp­já­nak se­gít­sé­gé­vel gyűj­tött ada­tok alap­ján mind­össze 1,4 szá­za­lé­kos (!) hi­bá­val tud­ta meg­ha­tá­roz­ni az RS Pup­pis tá­vol­sá­gát. Ez­zel a ce­fe­i­da tí­pu­sú vál­to­zó­csil­la­gok kö­zül az RS Pup tá­vol­sá­ga is­mert a leg­na­gyobb pon­tos­ság­gal. A rend­kí­vül kis hi­bá­nak az egye­di mé­ré­sen túl mu­ta­tó je­len­tő­sé­ge van.

A ce­fe­i­dák pul­zá­ló vál­to­zó­csil­la­gok, ne­vü­ket az osz­tály pro­to­tí­pu­sá­ról, a δ Cep­hei csil­lag­ról kap­ták. A pe­ri­ó­dus-fé­nyes­ség re­lá­ció majd­nem száz év­vel ez­előt­ti fel­is­me­ré­se (Hen­ri­et­ta Leavitt, 1912) óta a leg­fon­to­sabb tá­vol­ság­in­di­ká­to­rok kö­zé tar­toz­nak, az­az a jel­leg­ze­tes fény­gör­bé­jük alap­ján könnyen meg­ha­tá­roz­ha­tó pul­zá­ci­ós pe­ri­ó­du­suk se­gít­sé­gé­vel más, ilyen tí­pu­sú csil­la­go­kat tar­tal­ma­zó ob­jek­tu­mok (pél­dá­ul ga­la­xi­sok) tá­vol­sá­ga is meg­be­csül­he­tő, ez­ál­tal az ext­rag­alak­ti­kus tá­vol­ság­ská­la ka­lib­rál­ha­tó. Az új mé­rés egyéb ha­son­ló mun­kák­kal össze­ha­son­lít­va azért kü­lö­nö­sen fon­tos, mert tisz­tán geo­met­ri­ai ala­po­kon nyug­szik, a tá­vol­ság meg­ha­tá­ro­zá­sá­hoz a csil­lag fi­zi­kai pa­ra­mé­te­re­i­ről, a pul­zá­ció ter­mé­sze­té­ről nem kell elő­ze­te­sen sem­mi­lyen fel­te­vés­sel él­ni.

Az RS Pup kö­rü­li köd gyű­rűs szer­ke­ze­te a csil­lag ko­ráb­bi élet­sza­ka­sza­i­ban le­zaj­lott tö­meg­vesz­té­si fo­lya­ma­tok­kal kap­cso­la­tos in­for­má­ci­ó­kat hor­doz. A kép az ESO NTT táv­csö­vé­re sze­relt EM­MI (ESO Mul­ti-Mo­de Inst­ru­ment) mű­szer­rel B, V, és R szín­szű­rő­kön ke­resz­tül ké­szült fel­vé­te­lek kom­bi­ná­ci­ó­ja. A köd rész­le­te­it job­ban mu­ta­tó fel­vé­te­lek ér­de­ké­ben a mű­szert úgy po­zí­ci­o­nál­ták, hogy a fé­nyes csil­lag a két CCD-ér­zé­ke­lő kö­zöt­ti "vak­folt­ra" (sö­tét füg­gő­le­ges sáv kö­zé­pen) es­sen.
[Euro­pe­an So­ut­hern Ob­ser­va­to­ry]

Az RS Pup a Nap­nál kö­rül­be­lül 10-szer na­gyobb tö­me­gű, mé­re­te köz­pon­ti csil­la­gun­ké­nak 200-szo­ro­sa, ener­gia­ki­bo­csá­tá­sa pe­dig át­lag­ban 15000-sze­re­sen ha­lad­ja meg a Na­pét. A fény­vál­to­zás pe­ri­ó­du­sa 41,4 nap, ami a ga­lak­ti­kus ce­fe­i­dák kö­zött az egyik leg­hosszabb. A vál­to­zás amp­li­tú­dó­ja el­éri a 2 mag­ni­tú­dót, az­az az RS Pup ma­xi­mum­ban öt­ször fé­nye­sebb, mint mi­ni­mum­ban. A csil­lag ér­de­kes­sé­ge, hogy a ce­fe­i­dák kö­zött szin­te egye­dül­ál­ló mó­don egy nagy­ki­ter­je­dé­sű ref­le­xi­ós köd­be van be­ágya­zód­va, me­lyet 1961-ben fe­de­zett fel B. Wes­terlund. A köd ere­de­te még tisz­tá­zat­lan, gyű­rűs szer­ke­ze­te azon­ban azt sej­te­ti, hogy a ben­ne ta­lál­ha­tó anyag for­rá­sa leg­alább rész­ben az RS Pup pe­ri­o­di­ku­san fel­fú­vó­dó, majd össze­hú­zó­dó lég­kö­re. Becs­lé­sek sze­rint a csil­lag tö­meg­vesz­té­si rá­tá­ja 10^-6 nap­tö­meg/év kö­rü­li.

Az RS Pup kö­rü­li köd EM­MI-ké­pe a 41,4 na­pos pe­ri­ó­dus 6 kü­lön­bö­ző fá­zi­sá­ban. A csil­lag és a köd jel­lem­ző ré­szei fé­nyes­ség­vál­to­zá­sá­nak egy­ide­jű mo­ni­to­ro­zá­sá­val meg­ha­tá­roz­ha­tó a csil­lag tá­vol­sá­ga. A köd fé­nyes­sé­gé­nek vál­to­zá­sa kü­lö­nö­sen jól meg­fi­gyel­he­tő a kép kö­ze­pén lát­ha­tó, egy­más­hoz kö­ze­li fé­nyes elő­tér­csil­la­gok fe­lett.
[Euro­pe­an So­ut­hern Ob­ser­va­to­ry]

A köd je­len­lé­te le­he­tő­vé te­szi an­nak meg­fi­gye­lé­sét, hogy a csil­lag jel­leg­ze­tes fény­vál­to­zá­sá­nak ha­tá­sa mi­lyen mó­don je­lent­ke­zik a köz­vet­len kör­nye­ze­té­ben. A mé­rés el­ve az, hogy a köd na­gyon fi­nom por­szem­csé­i­ről az irá­nyunk­ba vissza­ve­rő­dő fény egy ki­csit ké­sőbb éri el a te­lesz­kó­pot, mint a csil­lag­ról köz­vet­le­nül ér­ke­ző fo­to­nok. A köd né­hány ki­vá­lasz­tott, jel­leg­ze­tes por­cso­mó­já­nak fé­nyes­ség­vál­to­zá­sa ugyan­olyan jel­le­gű lesz, mint a csil­la­gé, de azt idő­ben (fá­zis­ban) el­tol­va kö­ve­ti. Er­re a kés­lel­te­tés­re a meg­fe­le­lő hang­ef­fek­tus min­tá­já­ra a szak­iro­da­lom a "vissz­fény" (light echo) ki­fe­je­zést hasz­nál­ja. Az egyes cso­mók fé­nyes­ség­vál­to­zá­sá­nak nyo­mon­kö­ve­té­sé­vel meg­ha­tá­roz­ha­tó a cso­mó csil­lag­tól mért tá­vol­sá­ga: a kés­lel­te­tést egy­sze­rű­en meg kell szo­roz­ni a fény se­bes­sé­gé­vel. Ezen va­ló­di tá­vol­ság és a szin­tén mér­he­tő por­cso­mó-csil­lag szög­tá­vol­ság is­me­re­té­ben az­tán a csil­lag tá­vol­sá­ga ma­ga is meg­ha­tá­roz­ha­tó.

A mé­rés el­vét ma­gya­rá­zó fan­tá­zia­rajz. A csil­lag kö­rü­li köd egye­di por­cso­mó­i­ról vissza­vert fény in­ten­zi­tás­vál­to­zá­sa fá­zis­ké­sés­sel kö­ve­ti a csil­lag fény­vál­to­zá­sát. A kés­lel­te­tés mér­té­ké­ből meg­ha­tá­roz­ha­tó a por­cso­mó csil­lag­tól mért tá­vol­sá­ga, en­nek és a lát­szó szög­tá­vol­ság­nak az is­me­re­té­ben pe­dig a csil­lag tá­vol­sá­ga is.
[Euro­pe­an So­ut­hern Ob­ser­va­to­ry]

Az RS Pup tá­vol­sá­ga a fen­ti mód­szer­rel 1992 par­szek­nek (kb. 6500 fény­év) adó­dott, a hi­ba pe­dig mind­össze 28 par­szek (90 fény­év).

Fan­tá­zia­rajz a Nap és az RS Pup ga­la­xis­be­li re­la­tív hely­ze­té­ről. Az RS Pup a Tej­út­rend­szer fő­sík­já­ban, csil­la­gok­ban gaz­dag vi­dé­ken ta­lál­ha­tó.
[Euro­pe­an So­ut­hern Ob­ser­va­to­ry]

A je­len­sé­get és a mé­rés el­vét ma­gya­rá­zó ani­má­ci­ó­kat tölt­he­tünk le in­nen és in­nen.

Az ered­mé­nye­ket rész­le­te­ző szak­cikk az Ast­ro­nomy & Ast­rophy­sics c. fo­lyó­irat­ban fog meg­je­len­ni.

For­rás:

• ESO 05/08 - Sci­en­ce Re­le­a­se, 2008.02.11.