2011.07.01. - KOI-13, egy gyor­san for­gó csil­lag kü­lö­nös kí­sé­rő­vel

A gyor­san for­gó kék szub­ó­ri­ás csil­lag fel­szí­ni hő­mér­sék­le­ti vi­szo­nyai tük­rö­ződ­nek a KOI-13 rend­szer torz tran­zit fény­gör­bé­jé­ben. A ma­ga ne­mé­ben egye­dül­ál­ló for­ró bar­na tör­pe kí­sé­rő je­len­tő­sé­gét ma­gyar csil­la­gá­szok is­mer­ték fel.

A gyor­san for­gó csil­la­gok alak­ja a cent­ri­fu­gá­lis erők mi­att el­la­pul, az egyen­lí­tő tá­vo­labb, a pó­lu­sok kö­ze­lebb ke­rül­nek a csil­lag mag­já­hoz. Így a csil­lag pó­lus­vi­dé­kei na­gyobb hő­mér­sék­le­tű­ek lesz­nek, mint az egyen­lí­tő. Az ilyen csil­lag előtt fer­de pá­lyán el­ha­la­dó boly­gók és kis mé­re­tű kí­sé­rők fény­vál­to­zá­sa jel­leg­ze­tes tor­zu­lást mu­tat, hi­szen az át­vo­nu­lás meg­fe­le­lő ré­szén, ahol a for­róbb te­rü­let előtt tar­tóz­ko­dik a boly­gó, a ki­ta­kart fény több, és az át­vo­nu­lás fény­gör­bé­jé­ben egy lo­ká­lis gö­dör ke­let­ke­zik. Ha ilyen fény­gör­be-tor­zu­lást lá­tunk, ab­ból egy­szer­re kö­vet­kez­tet­he­tünk a csil­lag gyors for­gá­sá­ra és a boly­gó fer­de pá­lyá­já­ra - az utób­bi konk­lú­zió a boly­gó­ke­let­ke­zé­si és ván­dor­lá­si fo­lya­ma­tok na­gyon fon­tos, ám ed­dig még nem pon­to­san tisz­tá­zott sze­re­pű nyom­jel­ző­je.

Tor­zu­lá­sok egy gyor­san for­gó csil­lag előtt át­ha­la­dó boly­gó fény­gör­bé­jé­ben.
[Sza­bó és mt­sai]

Ezt a je­len­sé­get el­mé­le­ti meg­fon­to­lá­sok alap­ján 2009-ben jó­sol­ta meg J. W. Bar­nes, ám mos­ta­ná­ig nem si­ke­rült meg­fi­gyel­ni. Az el­ső ilyen tí­pu­sú rend­szer azo­no­sí­tá­sa a Sza­bó M. Gyu­la (MTA KTM CSKI) ál­tal ve­ze­tett, ma­gyar csil­la­gá­szok­ból ál­ló cso­port ered­mé­nye. A de­tek­tá­lás a Kep­ler-űr­táv­cső nyil­vá­nos anya­ga­i­nak át­né­zé­sén ala­pul, ame­lyet ki­egé­szí­tet­tek egy né­met­or­szá­gi táv­cső­vel ké­szí­tett nagy fel­bon­tá­sú szín­kép­pel (Hol­ger Leh­mann, Thü­rin­gi­ai Csil­lag­vizs­gá­ló, Né­met­or­szág) és a leg­na­gyobb ma­gyar táv­cső, a pisz­kés-te­tői 1 mé­te­res RCC nagy szög­fel­bon­tá­sú meg­fi­gye­lé­se­i­vel. Kü­lön ki­eme­len­dő, hogy a Kep­ler-űr­táv­cső­vel vég­zett fel­fe­de­zé­sek­ben az 1 mé­te­res táv­cső nagy szög­fel­bon­tá­sú üzem­mód­ja egy év alatt már má­sod­szor ját­szott kulcs­fon­tos­sá­gú sze­re­pet: az áp­ri­lis­ban a Sci­en­ce fo­lyó­irat­ban be­je­len­tett trip­lán fe­dő Tri­nity rend­szer ter­mé­sze­té­nek tisz­tá­zá­sa is rész­ben e táv­cső fel­ada­ta volt.

A rend­kí­vül köl­tői, KOI-13.01 je­lű égi­tes­tet a Kep­ler ál­tal ta­lált boly­gó­je­löl­tek kö­zött je­len­tet­ték be 2011 feb­ru­ár­já­ban (KOI: Kep­ler Ob­ject of In­te­rest, az­az kb. "ér­de­kes Kep­ler-ob­jek­tum"). A fel­fe­de­ző cikk­ben meg­je­lent egy láb­jegy­zet, mi­sze­rint a Kep­ler ka­me­rá­já­nak egyet­len pi­xe­lé­re két csil­lag fé­nye esik, de az nem de­rült ki, hogy a rend­szer ho­gyan néz ki pon­to­san, és hogy a Kep­ler ada­ta­it kor­ri­gál­ták-e a za­va­ró fény­re. A ma­gyar ku­ta­tó­cso­port elő­ször a fény­gör­be aszim­met­ri­á­já­ra lett fi­gyel­mes, majd ké­sőbb ki­de­rí­tet­te, hogy egy száz éve is­mert, szo­ros, kis­sé el­té­rő fé­nyes­sé­gű ket­tős­csil­lag egyik tag­ja kö­rül ke­ring a kí­sé­rő. Egy tran­zit nagy szög­fel­bon­tá­sú meg­fi­gye­lé­sé­vel, va­la­mint a Kep­ler-ada­tok "trük­kös" új­ra­re­du­ká­lá­sá­val (Sza­bó Ró­bert) ki­de­rült, hogy a kí­sé­rő a ket­tős fé­nye­sebb csil­la­ga kö­rül ke­ring. A ku­ta­tók azt is ki­mu­tat­ták, hogy a két csil­lag fi­zi­kai ket­tőst al­kot, mert a ta­gok hely­ze­te 100 év alatt nem vál­to­zott ész­re­ve­he­tő­en ("együtt­moz­gó ket­tős"). A csil­la­gok gyors for­gá­sát idő­köz­ben a Thü­rin­gi­ai Csil­lag­vizs­gá­ló spekt­rosz­kó­pi­ai meg­fi­gye­lé­se is meg­erő­sí­tet­te. A csil­la­gok­ra mo­dellt il­leszt­ve, és a Kep­ler ada­ta­it a hal­vá­nyabb csil­lag fé­nyé­nek fi­gye­lem­be­vé­te­lé­vel új­ra­re­du­kál­va ki­de­rült, hogy két, a Nap­nál 23-szor és 30-szor fé­nye­sebb csil­lag al­kot­ja a rend­szert, amely tő­lünk 1800 fény­év­re he­lyez­ke­dik el. A kí­sé­rő mé­re­te a Ju­pi­ter mé­re­té­nek 2,2-sze­re­se, ami alap­ján in­kább bar­na tör­pé­nek te­kint­he­tő, és nem "va­ló­di" boly­gó­nak.

Fönt: A KOI-13 tran­zit fá­zis­di­ag­ram­ja. A vo­na­lak mu­tat­ják a jel­leg­ze­tes fény­gör­be-tor­zu­lá­so­kat. Kö­zé­pen: A fény­gör­be el­té­ré­se egy szim­met­ri­kus min­ta­gör­bé­től. Lent: A tran­zi­ton kí­vü­li fény­vál­to­zás is aszim­met­ri­kus, ami vál­to­zó meg­vi­lá­gí­tás­ra utal. A mel­lék­mi­ni­mum mély­sé­ge alap­ján a kí­sé­rő hő­mér­sék­le­te kö­rül­be­lül 3150 K.
[Sza­bó és mt­sai]

Vég­ered­mény­ben te­hát egy olyan rend­szert kell el­kép­zel­nünk, amely­ben két gyor­san for­gó, kis­sé la­pult, for­ró és nagy mé­re­tű csil­lag ke­ring egy­más­tól nagy­ság­ren­di­leg ezer­sze­res Nap-Föld tá­vol­ság­ban; a fé­nye­sebb csil­lag kö­rül pe­dig erő­sen ink­li­nált (fer­de) pá­lyán ke­ring egy bar­na tör­pe kí­sé­rő, még­pe­dig a csil­lag su­ga­rá­nak mind­össze hat­szo­ros(!) tá­vol­sá­gá­ban. Ma­ga a rend­szer is min­den szem­pont­ból uni­ká­lis: ilyen for­ró csil­lag kö­rül sem is­mer­tünk még kí­sé­rőt, rá­adá­sul a kí­sé­rő min­den bi­zonnyal egy "for­ró bar­na tör­pe", amely szin­tén egye­dül­ál­ló. A fel­fe­de­zés aszt­ro­fi­zi­kai je­len­tő­sé­ge több­ré­tű: (i) elő­ször si­ke­rült ki­mu­tat­ni egy bar­na tör­pés ket­tős rend­szer­ben a tör­pe­csil­lag pá­lyá­já­nak dőlt­sé­get a köz­pon­ti csil­lag for­gás­ten­ge­lyé­hez vi­szo­nyít­va pusz­tán a na­gyon pon­tos fé­nyes­ség­mé­ré­sek alap­ján; (ii) a pá­lya­sík je­len­le­gi irá­nyult­sá­gát nem is­mer­jük pon­to­san, de a ki­té­rés lé­te utal­hat va­la­mi­lyen erő­tel­jes di­na­mi­kai ha­tás­ra a bar­na tör­pe múlt­já­ból; (iii) a je­len­leg pá­rat­lan hár­mas kon­fi­gu­rá­ció fon­tos in­for­má­ci­ó­kat árul­hat el a csil­lag­ke­let­ke­zé­si el­mé­le­tek ér­vé­nyes­sé­gé­ről a kis és kö­ze­pes tö­me­gű csil­la­gok ki­ala­ku­lá­sá­ban.

A rend­szer­ről al­ko­tott le­het­sé­ges el­kép­ze­lés. A jobb­ra lent lát­ha­tó in­zert a mát­rai 1 mé­te­res RCC te­lesz­kóp ké­pét mu­tat­ja a te­rü­let­ről. A csil­lag el­nyúlt­sá­ga és in­ten­zi­tás­tér­ké­pe az Al­tair in­ter­fe­ro­met­ri­ai ké­pén ala­pul.
[Sza­bó és mt­sai]

Az ered­mé­nye­ket rész­le­te­ző szak­cikk az Ast­rophy­si­cal Jour­nal Let­ters c. fo­lyó­irat­ban fog meg­je­len­ni.

For­rás:

• ar­Xiv:1105.2524v2 [ast­ro-ph.EP]