2013.08.09. - Két csil­lag­ge­ne­rá­ci­ót ta­lált a Hubb­le a hí­res gömb­hal­maz­ban

A Hubb­le űr­te­lesz­kóp 8 év­nyi adat­so­rát vizs­gál­va egy ku­ta­tó­cso­port két kü­lön­bö­ző ko­rú csil­lag­po­pu­lá­ci­ót azo­no­sí­tott a 47 Tu­ca­nae je­lű gömb­hal­maz­ban, le­he­tő­sé­get ad­va a Tej­út­rend­szer ko­rai idő­sza­ká­ba va­ló vissza­pil­lan­tás­ra.

A Har­vey Ri­cher (Uni­ver­sity of Bri­tish Co­lum­bia) ál­tal ve­ze­tett ku­ta­tó­cso­port tag­jai a Hubb­le űr­táv­cső leg­újabb meg­fi­gye­lé­se­it ha­son­lí­tot­ták össze a te­lesz­kóp ar­chí­vu­má­ban ta­lál­ha­tó, nyolc év­re vissza­nyú­ló adat­sor­ral, hogy meg­ha­tá­roz­zák a 47 Tu­ca­nae gömb­hal­maz csil­la­ga­i­nak moz­gá­sát. A 120 fény­év át­mé­rő­jű, több mil­lió csil­la­got tar­tal­ma­zó, a Föld­től mint­egy 16700 fény­év­re ta­lál­ha­tó csil­lag­hal­maz Ga­la­xi­sunk egyik leg­na­gyobb ilyen jel­le­gű kép­ződ­mé­nye, amely a dé­li fél­te­ke ég­bolt­ján sza­bad szem­mel is meg­fi­gyel­he­tő.

Az elem­zés le­he­tő­vé tet­te, hogy a ku­ta­tók kap­cso­la­tot ta­lál­ja­nak a csil­la­gok ko­ra és azok­nak a gömb­hal­ma­zon be­lü­li moz­gá­sa kö­zött. A 47 Tu­ca­nae hal­maz­ban ta­lál­ha­tó két po­pu­lá­ció ko­rá­nak kü­lönb­sé­ge mint­egy 100 mil­lió év. Az ada­tok pon­tos­sá­ga annyi­ra jó, hogy lát­ni le­het az egyes csil­la­gok hal­ma­zon be­lü­li moz­gá­sát. A vizs­gá­lat ered­mé­nyei je­len­tős se­gít­sé­get nyúj­ta­nak an­nak meg­ér­té­sé­hez, hogy ho­gyan jöt­tek lét­re a kü­lön­bö­ző csil­lag­po­pu­lá­ci­ók ezek­ben a hal­ma­zok­ban.

A bal ol­da­lon az auszt­rá­li­ai Si­ding Spring Ob­szer­va­tó­ri­um 1,2 mé­te­res UK Sch­midt te­lesz­kóp­já­val ké­szült kép lát­ha­tó a 47 Tu­ca­nae gömb­hal­maz­ról. A fe­hér tég­la­lap­pal je­lölt rész a Hubb­le űr­táv­cső fel­vé­te­le, ame­lyen több ezer hal­maz­tag csil­lag azo­no­sít­ha­tó. A nagy, fé­nyes csil­la­gok az éle­tük vé­ge fe­lé kö­ze­le­dő, ere­de­ti mé­re­tük több száz­szo­ro­sá­ra fel­fú­vó­dott vö­rös óri­á­sok.
[NA­SA, ESA, DSS, H. Ri­cher / J. Heyl (U. of Bri­tish Co­lum­bia), J. An­der­son / J. Ka­li­rai (STS­cI)]

A gömb­hal­ma­zok a Ga­la­xis ki­ala­ku­lá­sá­nak idő­sza­ká­ból fenn­ma­radt, ősi for­má­ci­ók, ame­lyek be­te­kin­tést en­ged­nek a Tej­út­rend­szer ko­rai idő­sza­ká­ba. Az ere­de­ti el­kép­ze­lé­sek sze­rint a gömb­hal­ma­zok csil­la­gai kö­zel egy­szer­re ke­let­kez­tek, így fém­tar­tal­muk­nak (az­az a hé­li­um­nál ne­he­zebb al­ko­tó­ele­me­ik ará­nyá­nak) azo­nos­nak kel­le­ne len­nie. Át­fo­gó spekt­rosz­kó­pi­ai vizs­gá­la­tok so­rán vi­szont ki­mu­tat­ták, hogy sok gömb­hal­maz­ban a csil­la­gok ké­mi­ai össze­té­te­le nem tel­je­sen egy­for­ma, ami ar­ra utal, hogy a csil­la­ga­ik ki­ala­ku­lá­sa nem fel­tét­le­nül egy­sze­ri ese­mény.

A Ri­cher és kol­lé­gái ál­tal vég­zett elem­zés alá­tá­maszt­ja a fent em­lí­tett fel­té­te­le­zést, egy­út­tal rá­mu­tat a csil­la­gok élet­ko­ra és pá­lya­moz­gá­sa kö­zöt­ti kap­cso­lat­ra is. A ku­ta­tók össze­sen több mint har­minc­ezer csil­lag po­zí­ció­vál­to­zá­sát mér­ték ki, hogy ezen ada­tok is­me­re­té­ben meg­ál­la­pít­has­sák, mek­ko­ra se­bes­ség­gel mo­zog­nak az egyes égi­tes­tek. A cso­port a ku­ta­tás ke­re­te­in be­lül meg­ha­tá­roz­ta a vizs­gált csil­la­gok fé­nyes­sé­gét és hő­mér­sék­le­tét is. Az el­ső po­pu­lá­ció vö­rö­sebb csil­la­go­kat tar­tal­maz, ame­lyek idő­seb­bek és fém­sze­gé­nyek, és vé­let­len­sze­rű kör­pá­lyá­kon ke­rin­ge­nek. A má­so­dik po­pu­lá­ció ké­kebb csil­la­gok­ból áll, ame­lyek idő­seb­bek és fém­gaz­da­gok, a hal­ma­zon be­lül pe­dig el­lip­ti­kus pá­lyá­kon mo­zog­nak.

A vö­rö­sebb csil­la­gok­ban a ne­he­zebb ele­mek hi­á­nya a hal­maz kez­de­ti gáz­össze­té­te­lét tük­rö­zi. Mi­u­tán ezen csil­la­gok kö­zül a leg­na­gyobb tö­me­gű­ek be­fe­jez­ték csil­lag­fej­lő­dé­sü­ket, az őket al­ko­tó, már ne­he­zebb ele­mek­kel dú­sí­tott gáz ki­do­bó­dott a hal­maz­ba. Ez a gáz más gá­zok­kal üt­köz­ve egy má­so­dik, fém­gaz­da­gabb csil­lag­nem­ze­dé­ket ho­zott lét­re, amely a hal­maz kö­zép­pont­ja fe­lé sű­rű­sö­dött. Idő­vel ezek a csil­la­gok a kö­zép­pont­tól tá­vo­labb, el­lip­ti­ku­sabb pá­lyák­ra ke­rül­tek.

Nem ez az el­ső al­ka­lom, hogy a Hubb­le mé­ré­sei ré­vén kü­lön­bö­ző csil­lag­ge­ne­rá­ci­ó­kat si­ke­rül azo­no­sí­ta­ni egy gömb­hal­maz­ban: 2007-ben pél­dá­ul há­rom csil­lag­nem­ze­dé­ket is ta­lál­tak a ku­ta­tók az NGC 2808 je­lű hal­maz­ban. Azon­ban Ri­cher cso­port­ja az el­ső, akik kap­cso­la­tot mu­tat­tak ki a csil­la­gok moz­gá­sa és ki­ala­ku­lá­suk idő­pont­ja kö­zött.

Az ered­mé­nye­ket rész­le­te­ző szak­cikk az Ast­rophy­si­cal Jour­nal Let­ters c. fo­lyó­irat­ban je­lent meg.

For­rás:

• STS­cI-2013-25