2013.12.06. - Egy­sí­kú­ak a csil­la­gok és ko­rong­ja­ik

A Her­schel inf­ra­vö­rös űr­táv­cső mé­ré­sei alap­ján a fi­a­tal csil­la­gok kö­rü­li por­ko­ron­gok nem bil­len­nek ki: a rend­sze­rek va­ló­szí­nű­leg la­po­san ke­let­kez­nek, az egyes boly­gók ke­rin­gé­si sík­ja pe­dig csak ez­után fer­dül el.

A Nap­rend­szer meg­le­he­tő­sen la­pos: a nagy­boly­gók ke­rin­gé­si sík­jai és a Nap egyen­lí­tő­je mind nagy­já­ból egy­be­es­nek. A kis égi­tes­tek több­sé­ge sem tér el na­gyon et­től a kö­zös sík­tól. Ez pon­to­san az az el­ren­de­zés, amit a ke­let­ke­zé­si mo­del­lek jó­sol­nak. Esze­rint a Nap­rend­szer egy for­gó csil­lag­kö­zi fel­hő­ből ala­kult ki, amely­ben az anyag a for­gás­ten­gely­re me­rő­le­ges, pro­to­pla­ne­tá­ris ko­rong­ba ren­de­ző­dött: a ko­rong kö­ze­pén lét­re­jött a Nap, a kül­ső tar­to­má­nyok­ból pe­dig a boly­gók és egyéb égi­tes­tek.

Egy gáz­ból és por­ból ál­ló pro­to­pla­ne­tá­ris ko­rong a HD 115617 je­lű fi­a­tal csil­lag kö­rül, a Her­schel-űr­táv­cső fel­vé­te­lén.
[Grea­ves és mt­sai]

Ép­pen ezért volt nagy meg­le­pe­tés, ami­kor ki­de­rült, hogy szá­mos boly­gó na­gyon nagy pá­lya­haj­lás­sal ke­ring csil­la­ga kö­rül, akár me­rő­le­ge­sen is an­nak egyen­lí­tő­jé­re. Va­la­mi­nek ki kel­lett bil­len­te­nie a csil­lag for­gá­sát és a boly­gó ke­rin­gé­sét a kö­zös sík­ból. De hogy mi le­he­tett, az még nem tel­je­sen vi­lá­gos. A négy va­ló­szí­nű hi­po­té­zis a kö­vet­ke­ző: (1) A csil­lag kö­rül ke­rin­gő boly­gók szo­ro­san meg­kö­ze­lí­tet­ték egy­mást a múlt­ban és ki­bil­len­tet­ték egy­más pá­lya­sík­ját. (2) A Ko­zai-me­cha­niz­mus: egy tá­vo­labb ke­rin­gő, na­gyobb boly­gó gra­vi­tá­ci­ó­ja ha­tá­sá­ra a bel­ső égi­test pá­lyá­ja las­san bil­leg ide-oda, idő­sza­ko­san nagy pá­lya­haj­lást ered­mé­nyez­ve. (3) A csil­lag ma­ga bil­len­het el még fi­a­tal ko­rá­ban, a mág­ne­ses te­re és a pro­to­pla­ne­tá­ris ko­rong köz­ti köl­csön­ha­tá­sok ered­mé­nye­ként. (4) Vagy ma­ga a csil­lag kö­rü­li ko­rong fer­dült el, ami­kor egy má­sik ko­ron­gos csil­lag túl kö­zel ha­ladt el hoz­zá.

A boly­gók pá­lya­haj­lá­sá­nak meg­ha­tá­ro­zá­si mód­sze­re. A for­gó csil­lag kék- és vö­rös­el­to­ló­dott fe­lé­ből is ki­ta­kar a fe­dés alatt az át­ha­la­dó boly­gó, ilyen­kor a má­sik fél­te­ke hang­sú­lyo­sabb lesz és két hup­li ra­kó­dik a ra­di­á­lis­se­bes­ség-mé­ré­sek­re. A je­len­ség el­ne­ve­zé­se Ros­si­ter-Mc­Laugh­lin-ef­fek­tus.
[Su­ba­ru Te­lesc­ope, Na­ti­o­nal Ast­ro­no­mi­cal Ob­ser­va­to­ry of Ja­pan (NA­OJ)]

Ha si­ke­rül­ne tá­vo­lab­bi boly­gók pá­lya­haj­lá­sát is meg­mér­ni, ak­kor a le­he­tő­sé­gek le­szű­kül­né­nek. Amennyi­ben a pro­to­pla­ne­tá­ris ko­rong vagy a csil­lag bil­lent el egy­más­tól, ak­kor mind­egyik boly­gó ha­son­ló el­té­rést mu­tat­na. Vi­szont ha a boly­gók köz­ti per­tur­bá­ció az ok, ak­kor egy­más­tól is el­tér­né­nek azok ke­rin­gé­si sík­jai. Saj­nos en­nek a meg­fi­gye­lé­se még prob­lé­mák­ba üt­kö­zik. Je­len­leg ugyan­is csak fe­dé­si ex­o­boly­gók pá­lya­haj­lá­sát le­het­sé­ges meg­mér­ni. Ahogy a boly­gó át­ha­lad a csil­lag előtt, a csil­lag ép­pen Föld fe­lé, il­let­ve at­tól el­for­du­ló fél­te­ké­jét is ki­ta­kar­ja. A ki­ta­ka­rá­sok meg­fi­gye­lé­sé­vel meg­ál­la­pít­ha­tó, hogy ho­gyan fo­rog a csil­lag a boly­gó ke­rin­gé­sé­hez ké­pest. A mód­szer hát­rá­nya, hogy a tá­vo­lab­bi boly­gó­kat sok­kal ne­he­zebb ki­mu­tat­ni, és el­té­rő pá­lya­haj­lás mel­lett va­ló­szí­nű­leg a má­sik­tól egy­ál­ta­lán nem is lá­tunk fe­dé­se­ket.

Ja­ne Grea­ves (Uni­ver­sity of St. And­rews) és kol­lé­gái a boly­gók he­lyett a pro­to­pla­ne­tá­ris ko­ron­go­kat vet­ték cél­ba. 11 olyan csil­la­got vá­lasz­tot­tak ki, ame­lyek kö­rül a Her­schel-űr­táv­cső ké­pes volt fel­bon­ta­ni a ko­rong ké­pét, és ma­guk­nak a csil­la­gok­nak is vi­szony­lag pon­to­san meg le­he­tett ha­tá­roz­ni a for­gás­ten­gely dő­lés­szö­gét. A csil­la­gok­nál a spekt­rosz­kó­pi­ai mé­ré­se­ket ve­tet­ték össze mo­dell­szá­mí­tá­sok­kal, aszt­ro­sze­iz­mo­ló­gi­ai, vagy ép­pen in­ter­fe­ro­met­ri­kus ered­mé­nyek­kel a szög ki­szá­mí­tá­sá­hoz. A ko­rong dő­lés­szö­gét úgy ha­tá­roz­ták meg, hogy fel­té­te­lez­ték, a ko­ron­gok kör ala­kú­ak és a la­pult­sá­guk csak a fer­de rá­lá­tás­ból adó­dik. A két szög kü­lönb­sé­ge pe­dig meg­ad­ta, hogy a csil­lag és a ko­rong mennyi­re fo­rog­nak fer­dén egy­más­hoz ké­pest.

A csil­lag egyen­lí­tő­je és a ko­rong sík­ja köz­ti el­té­ré­sek a föl­di rá­lá­tás szö­gé­nek függ­vé­nyé­ben. A két szag­ga­tott vo­nal a 10 fok el­té­rést mu­tat­ja, a kü­lönb­sé­gek eb­ben a nagy­ság­rend­ben ta­lál­ha­tó­ak.
[Grea­ves és mt­sai]

Ki­de­rült, hogy mind a ti­zen­egy csil­lag­nál lé­nye­gé­ben az egyen­lí­tő sík­já­ban ke­rin­ge­nek a ko­ron­gok, az el­té­ré­sek a tíz fo­kos tar­to­mány­ban le­het­nek. Az ered­mé­nyek alap­ján úgy tű­nik, hogy a csil­la­gok vagy a csil­la­gok kö­rü­li ko­ron­gok nem haj­la­mo­sak el­bil­len­ni egy­más­tól. A fer­dén, akár me­rő­le­ge­sen ke­rin­gő boly­gók va­ló­szí­nű­leg csak ké­sőbb jön­nek lét­re, a Ko­zai-me­cha­niz­mus vagy a boly­gók köl­csö­nös, szo­ros meg­kö­ze­lí­té­se ál­tal. Ez azt is je­len­ti, hogy a ki­bil­lent rend­sze­rek egye­di­leg fej­lőd­nek, a boly­gók tá­vol­sá­ga­i­nak és mé­re­te­i­nek meg­fe­le­lő­en. A pon­tos okok ki­mu­ta­tá­sa, pél­dá­ul egy tá­vo­lab­bi, a bel­ső boly­gót rán­ga­tó má­sik égi­test fel­fe­de­zé­se vi­szont jó­val több mun­kát fog igé­nyel­ni.

Az ered­mé­nye­ket rész­le­te­ző szak­cikk a Monthly No­ti­ces of the Ro­yal So­ci­ety c. fo­lyó­irat­ban fog meg­je­len­ni.

For­rás:

• Ast­ro­bi­tes 2013.11.04.