2010.02.01. - Nincs kü­lönb­ség a kis- és nagy­tö­me­gű csil­la­gok ke­let­ke­zé­sé­ben?

Egy új, inf­ra­vö­rös tar­to­mány­be­li mé­ré­se­ken ala­pu­ló ered­mény alap­ján va­ló­szí­nű­leg nincs lé­nye­gi kü­lönb­ség a nagy tö­me­gű, il­let­ve a Nap­hoz ha­son­ló mé­re­tű csil­la­gok ke­let­ke­zé­si fo­lya­ma­tá­ban.

A mo­dern csil­la­gá­szat meg­ol­dá­si kí­sér­le­tek­nek egyik leg­in­kább el­len­ál­ló prob­lé­má­ja an­nak fel­tá­rá­sa, hogy a csil­lag­böl­csők mé­lyén mi­lyen mó­don ke­let­kez­nek a leg­na­gyobb tö­me­gű csil­la­gok. Az egy­más­sal ver­sen­gő el­mé­le­tek­nek azt kell el­dön­te­ni, hogy ez a fo­lya­mat egy­sze­rű ská­lá­zás­sal nyer­he­tő a kis­tö­me­gű csil­la­go­ké­ból, vagy egé­szen más fi­zi­kai fo­lya­ma­tok hat­nak. A kér­dés ne­héz­sé­gét - Ben Da­vi­es (Uni­ver­sity of Le­eds) sza­va­i­val - az ad­ja, hogy ezek a csil­la­gok tö­me­gük­nél fog­va sok­kal gyor­sab­ban fej­lőd­nek, mint a Nap­hoz ha­son­ló mé­re­tű­ek, ezért mi­re ki­sza­ba­dul­nak ab­ból a por- és gáz­fel­hő­ből, mely­nek anya­gá­ból szü­let­tek, a tör­té­ne­tük már szin­te vé­get is ért. Ha te­hát ki­ala­ku­ló­ban lé­vő nagy­tö­me­gű csil­la­got aka­runk meg­fi­gyel­ni, ak­kor va­la­ho­gyan át kell lát­nunk a fi­a­tal ob­jek­tu­mot ta­ka­ró fel­hő­ré­te­ge­ken.

A Da­vi­es ál­tal ve­ze­tett nem­zet­kö­zi ku­ta­tó­cso­port pon­to­san ezt tet­te a Ma­u­na Kea csú­cson üze­me­lő észa­ki Ge­mi­ni te­lesz­kóp kö­ze­li inf­ra­vö­rös tar­to­mány­ban mű­kö­dő NIFS (Near-Inf­ra­red In­teg­ral Field Spectro­gra­ph) mű­sze­ré­vel vég­zett mé­ré­sek se­gít­sé­gé­vel, me­lyek ki­vi­te­le­zé­sét a lég­kör za­va­ró ha­tá­sá­nak csök­ken­té­sé­vel a te­lesz­kóp AL­TAIR adap­tív op­ti­kai rend­sze­re is se­gí­tet­te. A cél­ob­jek­tum a tő­lünk mint­egy 12 ezer fény­év tá­vol­ság­ban ta­lál­ha­tó, a Sa­git­ta­ri­us csil­lag­kép­ben meg­fi­gyel­he­tő W33A ka­ta­ló­gus­je­lű nagy­tö­me­gű pro­to­csil­lag, ún. MY­SO (Mas­sive Yo­ung Stel­lar Ob­ject) volt. A W33A su­gár­zá­sá­nak lát­ha­tó kom­po­nen­se a köz­tünk lé­vő por el­nye­lé­se mi­att kö­rül­be­lül négy nagy­ság­rend­nyi csök­ke­nést szen­ved el, sok­szo­ro­sát az inf­ra­vö­rös vesz­te­ség­nek, ezért a mé­ré­se­ket csak eb­ben a tar­to­mány­ban le­he­tett el­vé­gez­ni. Az MY­SO-k kö­zül a W33A az el­ső, me­lyet - kö­szön­he­tő­en az adap­tív op­ti­kai rend­szer­nek és az al­kal­ma­zott spekt­rosz­kó­pi­ai el­já­rás­nak - rész­le­te­sen si­ke­rült ta­nul­má­nyoz­ni.

A W33A fan­tá­zia­raj­za. A szü­le­tő­ben lé­vő nagy­tö­me­gű pro­to­csil­la­got egy akk­ré­ci­ós ko­rong ve­szi kö­rül (sár­ga/na­rancs­sár­ga), ami egy vas­tag por­gyű­rű­be ágya­zó­dik. A csil­lag pó­lu­sa­i­ból nagy­se­bes­sé­gű áram­lá­sok (kék) in­dul­nak ki. Ez a kép egy­be­cseng a kis­tö­me­gű csil­la­gok ki­ala­ku­lá­sá­ról al­ko­tott el­kép­ze­lé­se­ink­kel.
[Ge­mi­ni Ob­ser­va­to­ry, Ly­net­te Co­ok]

A ku­ta­tó­cso­port kal­ku­lá­ci­ói sze­rint az ob­jek­tum tö­me­ge a Na­pé­nak leg­alább tíz­sze­re­se, s még most is gyor­san nö­vek­szik. A meg­fi­gye­lé­sek sze­rint a pro­to­csil­la­got egy anyag­be­áram­lá­si (akk­ré­ci­ós) ko­rong ve­szi kö­rül, ami egy na­gyobb, por­ból és gáz­ból ál­ló tó­rus­z­ba van be­ágya­zód­va. A csil­lag pó­lu­sa­i­ból kö­rül­be­lül 300 km/s se­bes­sé­gű anyag­ki­áram­lá­sok (bi­po­lá­ris jet-ek) in­dul­nak ki. A ku­ta­tó­cso­port egyik tag­ja, Mel­vin Ho­a­re (Uni­ver­sity of Le­eds) sze­rint ez a kép tel­je­sen meg­fe­lel a jó­val ki­sebb tö­me­gű csil­la­gok ki­ala­ku­lá­sa kö­rü­li ál­la­po­tok­ról al­ko­tott el­kép­ze­lé­se­ink­nek. A szü­le­té­si fo­lya­ma­ta köz­ben "el­csí­pett" nagy­tö­me­gű ob­jek­tum­ról nyert ered­mé­nyek te­hát azt tá­maszt­ják alá, hogy ezek a csil­la­gok ha­son­ló mó­don jö­het­nek lét­re az in­ter­sztel­lá­ris anyag­ból, mint ki­sebb tár­sa­ik.

Ér­de­mes né­hány szót ej­te­ni a NIFS mű­szer­ről is. Az AL­TAIR adap­tív op­ti­kai rend­szer­nek kö­szön­he­tő­en a ma­xi­má­li­san el­ér­he­tő fel­bon­tás 0,1", ami már na­gyon kö­zel van a rend­szer 0,07"-es el­mé­le­ti, ún. diff­rak­ció­ha­tá­rolt fel­bon­tá­sá­hoz, ezért a ve­le össze­han­golt NIFS 29 da­rab 0,1" szé­les­sé­gű rés se­gít­sé­gé­vel az ég­bolt egy 3.0"×3.0" mé­re­tű te­rü­le­té­ről tud szi­mul­tán inf­ra­vö­rös szín­ké­pe­ket rög­zí­te­ni a J, H és K sá­vok­ban (1 és 2,5 μm kö­zött). Az R=5300 kö­rü­li spekt­rá­lis fel­bon­tás 55 km/s-os se­bes­ség­be­li fel­bon­tás­nak fe­lel meg, az­az az adott te­rü­le­ten be­lül a ré­sek irá­nyá­ba eső sá­vok mö­göt­ti ra­di­á­lis moz­gás­vi­szo­nyok en­nek meg­fe­le­lő pon­tos­ság­gal tér­ké­pez­he­tők fel. A ma már szé­les kör­ben al­kal­ma­zott tech­no­ló­gia tu­laj­don­kép­pen a ha­gyo­má­nyos hosszú ré­ses (long slit) spekt­rosz­kó­pia ki­ter­jesz­té­se két di­men­zi­ó­ba, se­gít­sé­gé­vel pe­dig vég­ered­mény­ben a vizs­gált ki­ter­jedt ob­jek­tum há­rom di­men­zi­ós tér­ké­pe raj­zol­ha­tó fel.

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

For­rás:

• Ge­mi­ni NR 2010.01.27.
• ar­Xiv:0911.4592v1 [ast­ro-ph.SR]