2008.08.08. - A β Lyrae fedési kettős interferometrikus felbontása

A CHARA interferométer segítségével sikerült felbontani a fedési kettőscsillagok egyik fontos alosztályának névadó objektumát, az elmúlt száz év alatt más módszerekkel is behatóan vizsgált a β Lyrae-t.

A kölcsönható kettőscsillagok vizsgálata számos asztrofizikai folyamat jobb megértését segítette már eddig is elő, például a tömeg és az impulzus átadása, akkréció, árapályhatások stb. Ezek a folyamatok igen sokféle objektumtípus tulajdonságairól és időbeli fejlődéséről szolgáltatnak információt, úgymint kistömegű fekete lyukak, röntgenkettősökben lévő neutroncsillagok, szimbiotikus kettősök, kataklizmikus változók, nóvák stb. Ezeket az égitesteket eltérő indirekt módszerekkel lehet ugyan vizsgálni - spektroszkópia, radiális sebesség mérése, akár "eclipse mapping" -, de a közvetlen felbontás rendkívül nehézkes a tőlünk mért nagy távolság, valamint a kettősök komponenseinek szoros közelsége miatt.

Egy β Lyrae típusú "névtelen" fedési kettős jellegzetes fénygörbéje az egyenlőtlen mélységű minimumokkal és a szinte folytonos fényváltozással.
[K.V. Sokolovsky, Sternberg Astronomical Institute, Moszkva]

A β Lyrae (arab neve Sheliak, HD 174638, V sávban átlagfényessége 3,52 magnitúdó) egy jól ismert kölcsönható fedési kettős, amelynek közel 13 napos periódusú fényváltozását még John Goodricke fedezte fel 1784-ben. Jelenlegi ismereteink szerint a komponensek B színképosztályúak, a kezdetben nagyobb tömegű főkomponens az erős tömegvesztés miatt ma már csak 3 naptömegű, míg a mára nagyobb tömegűvé vált másodkomponens a rá áramló anyag miatt 13 naptömegre "hízott". A Roche-üregét kitöltött donorcsillag évente két százezred naptömegnyi anyagot ad át társának, aminek egyik következménye az évenként 19 másodperccel növekvő keringési periódus, másrészt így kialakulhatott a másodkomponens körül egy vastag akkréciós korong, valamint arra merőlegesen bipoláris jet-szerű struktúrák.

A kettős rendszer hozzávetőleg 300 parszek távolságra van tőlünk, a látóirányú szeparáció a komponensek között 0,92 milliívmásodperc (mas), azaz 58,5 napsugár, a donorcsillag átmérője körülbelül 0,46 milliívmásodperc, míg a másodkomponenst övező akkréciós korong 1 milliívmásodperc méretű. Összehasonlításképpen: a Földről 1 milliívmásodperc látszó szög alatt látnánk egy szembejövő autó két reflektorát, ami a Holdon(!) van ... Mindez azt jelenti, hogy jelenlegi technikai lehetőségeink mellett a β Lyrae komponenseinek közvetlen leképezése csak hosszú bázisvonalú interferometriával lehetséges.

A β Lyrae komponensei a CHARA által rögzített adatokból rekonstruált képeken. A bal oldali oszlopban a MACIM, míg a középső oszlopban a BSMEM nevű eljárások algoritmusai alapján alkotott képek láthatóak, míg a jobb szélső oszlopban a modellszámítás eredményei találhatóak az egymás alatti sorokba rendezett megfigyelési időpontok szerint. A sötétebb színek nagyobb intenzitást jelölnek, a fekete komponens a donorcsillag. A középső oszlop felső két sorában körök jelzik a felbontással arányos nyalábátmérőt, ami 0,69 mas volt 2006. októberében illetve 0,52 mas a többi időpontban. Az egyedi inzertek x illetve y tengelyében keleti, illetve északi irányú kiterjedés látható milliívmásodpercben.
[M. Zhao és tsai]

A John Monnier és doktorandusza, Ming Zhao (University of Michigan, Ann Arbour) által vezetett csoport a kalifornia Wilson-hegyen található CHARA (Center for High Angular Resolution Astronomy) berendezést használta, amely 6 darab, egyenként 1 méteres távcsőből áll és jelenleg a leghosszabb bázisvonalú optikai/infravörös interferométer: az egyedi elemek között 34-től 331 méterig választható bázisvonal, az elérhető legjobb felbontás pedig 0,5 milliívmásodperc az infravörös H sávban. A mellékelt felső ábránkon jól látható a két csillag egymás körüli keringési miatti alakváltozás, amelyhez a másodkomponenst övező akkréciós korong is jelentősen hozzájárul. A most közölt mérési és a már korábban ismert adatok összevetésével a kutatóknak sikerült meghatározni a kettős rendszer pályaelemeit is, s így fontos lépést tettek a β Lyrae fizikai tulajdonságainak pontosabb megértése, s így a rendszer asztrofizikai fejlődésének tisztábban látása felé.

A β Lyrae relatív pályájának legjobb illesztése. Középen fekete körrel jelölve található a főkomponens, míg a pálya képzeletbeli vonalán a különböző időpontokban látható mellékkomponenst üres kör szimbolizálja a hozzá tartozó hibahatárokkal (szaggatott vonalú kör). A pálya felső része van hozzánk közelebb, az inklináció közel 90 fok.
[M. Zhao és tsai]

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

Forrás:

• arXiv:0808.0932v1 [astro-ph]