2010.09.02. - Bolygóütközésektől lehetnek porosak a szoros kettősök rendszerei

A Spitzer űrtávcső új megfigyelései azt mutatják, hogy három szoros kettőscsillag körül szokatlanul sok por található, ami valószínűleg a rendszereikben korábban bekövetkezett bolygóütközésekkel magyarázható.

A Marco Matranga (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Palermo Astronomical Observatory) által vezetett vizsgálat alanya három szoros kettőscsillag, ún. RS Canum Venaticorum (RS CVn) típusú rendszer, melyekben a komponensek szeparációja mindössze 3,2 millió kilométer, ami a Nap-Föld távolságnak alig több, mint 2 százaléka. Ennek következtében a keringési idő is kicsi, napos nagyságrendű. A dinamikai fejlődés eredményeként a keringés ráadásul kötött, azaz a komponensek mindig ugyanazon oldalukat fordítják egymás felé. Az "összeláncolt" csillagok a Naphoz hasonló méretűek, s valószínűleg néhány milliárd évesek lehetnek, azaz pontosan abban a korban vannak, melyben a Nap volt, amikor az élet első formái megjelentek a Földön. Ezek a csillagok azonban a Napnál sokkal gyorsabban forognak, így erősebb a mágneses terük is, ennek következtében pedig a felszínükön óriási foltok vannak. A nagy mágneses aktivitás a Napénál jóval erősebb csillagszelet generál, ami lassítja a forgásukat, emiatt viszont a kettősökben a komponensek egyre közelebb kerülnek egymáshoz. Ez pedig semmi jót nem jelent a rendszerek bolygói számára.

Ugyanis ahogyan a komponensek közelednek egymáshoz, a változó gravitációs terek megzavarhatják a körülöttük keringő testek pályáit. Az üstökösök és az esetleges bolygók egyre nagyobb valószínűséggel mozognak veszélyes pályákon, ami végül - esetenként óriási energiájú - ütközésekhez vezet. A veszélyeztetett bolygók között lehetnek olyanok is, melyek a csillaguk lakhatósági zónájában keringenek, azaz a felszínükön a víz hosszú ideig folyékony formában létezhet, így valamilyen életforma potenciális hordozói. Bár jelenleg még egyetlen ilyen bolygót sem ismerünk a Naprendszeren kívül, planétáknak otthont adó szoros kettős csillagrendszert már igen, ilyen például az ebben a vizsgálatban éppen nem szereplő HW Virginis, melyben két gázóriás kering. A kutatás egyik résztvevője, Marc Kuchner (Goddard Space Flight Center) szerint ezek a bolygórendszerek fejlődési folyamatuk utolsó fázisaiban vannak, s a jövőjük nem lesz éppen nyugodt és békés.

Fantáziarajz egy szoros kettőscsillag két bolygójának ütközését megelőző pillanatokról. A hasonló katasztrófák lehetnek felelősek az idősebb kettősök körüli szokatlanul nagy mennyiségű por létrejöttéért.
[Spitzer/JPL]

A vizsgált három csillagrendszer érdekessége, hogy a Spitzer mérései alapján mindegyikben forró - olvadt láva hőmérsékletű - porkorong jelenléte mutatható ki. (A méréseket még 2009 májusa, a folyékony hűtőközeg teljes elpárolgása előtt végezték.) Az egyik kettősről már az IRAS műhold 1983-as adatai alapján is azt gyanították, hogy infravörös többletsugárzást mutat. A Spitzer-mérések ráadásul egy negyedik, valószínűleg szintén szoros kettős körül is forró törmelékkorong jelenlétét mutatják. Matranga és munkatársai szerint az ilyen korú csillagok esetében a detektálthoz hasonló mennyiségű por a disszipáció és a kifújás miatt már nem létezhetne a rendszerekben, így azt valószínűleg csak bolygóütközések hozhatták létre. Mivel porkorongokat négy idősebb kettős rendszerben is detektáltak, a kutatók biztosak abban, hogy felfedezésük nem a szerencsének köszönhető, ezekben a rendszerekben valóban zajlanak sok port eredményező kaotikus folyamatok.

A Spitzer nagy mennyiségű por jelenlétére utaló jeleket észlelt három szoros kettős körül. Az ábra az egyikre vonatkozó adatokat mutatja. A narancssárga vonal a rendszer intenzitásgörbéje a hullámhossz függvényében a pontokkal jelölt sávokban végzett mérések alapján. A sárga és piros görbe a csillagok, illetve a porkorong modellezett intenzitásgörbéi, az észlelt görbét a kettő összege adja ki.
[NASA/JPL-Caltech/M. Matranga (Harvard-Smithsonian CfA)]

Matranga szerint, ha valamelyik rendszer (teoretikus) bolygóján létezne valamilyen életforma, akkor a két óriási, egymáshoz közeli nap miatt annak egyedei elé - már ha érzékelésük hasonló a miénkhez - olyan kép tárulna, mint amilyet a fiatal Luke Skywalker láthatott a tatooine-i sivatagból ...

George Lucas víziója egy szoros kettős körül keringő bolygó naplementéjéről.
[Lucasfilm Ltd. & TM.]

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

Forrás:

• Spitzer News 2010.08.23.