2010.05.13. - Nehézsúlyú csillagszökevény nyomában

A Hubble Űrteleszkóp régi és új megfigyelései, valamint a VLT mérései alapján a születési helyétől nagy sebességgel távolodó, a tömegét tekintve pedig rekordernek számító csillagszökevényt azonosítottak a Nagy Magellán-felhőben.

A nagytömegű szökevény csillag körülbelül 400 ezer km/h sebességgel távolodik születési helyétől, a tőlünk mintegy 170 ezer fényévre a Nagy Magellán-felhőben található 30 Doradus jelű csillagbölcső R136 katalógusjelű óriás csillaghalmazától, melyet minden bizonnyal még nagyobb, akár a 100 naptömeget is elérő testvérei csoportjának hatására kényszerült elhagyni. A hontalan csillag felfedezése újabb bizonyíték amellett, hogy lokális környezetünkben a 30 Doradus ködben keletkeznek a legnagyobb tömegű csillagok, így a Tarantula-köd néven is ismert terület ideális terepet szolgáltat ezen objektumok tanulmányozásához. A Hubble Űrteleszkóp új COS (Cosmic Origins Spectrograph) műszerével végzett észlelések és korábbi mérések alapján a csillagszökevény mára 375 fényévnyire távolodhatott el a feltételezett keletkezési helyétől.

A COS-t üzemeltető csapat egyik tagja, Nolan Walborn (Space Telescope Science Institute, Baltimore) szerint a felfedezés azért nagyon érdekes, mert bár nagyon sűrű, nagytömegű csillaghalmazokban már korábban megjósoltak hasonló dinamikai folyamatokat és sokkal kisebb tömegű szökevény csillagokat már fél évszázaddal ezelőtt is azonosítottak az Orion-ködben, a mostani eset az első, amikor nagytömegű csillagokat tartalmazó halmazok esetében modern előrejelzések alapján sikerült detektálni ilyen objektumot.

A 30 Doradus köd a Nagy Magellán-felhőben. A terület közepétől balra az R136 katalógusjelű csillaghalmaz látható. A kép jobb felső szélén fehér négyzet jelöli a szökevény csillag környezetét, míg az inzertben az erről a területről 1995-ben készített Hubble-kép látható. Ezen folytonos nyíl jelzi a szökevény csillagot, szaggatott nyíl pedig a mozgásának további, vélelmezett irányát.
[NASA, ESA, J. Walsh (ST-ECF), and ESO]

A csillagok kétféle módon is elszabadulhatnak születési helyük közvetlen környezetéből. Az egyik lehetőség az, hogy nagytömegű társaik szoros megközelítése révén kapják meg a szökéshez szükséges sebességet - hasonlóan ahhoz, ahogyan az űrszondákat lendítik meg a nagybolygók -, de előfordulhat az is, hogy egy kettős nagyobbik tagjának szupernóva-robbanása löki ki a kettős másik komponensét. Danny Lennon (Space Telescope Science Institute, Baltimore), a COS csapat másik tagja szerint azonban általánosan elfogadott, hogy az R136 nagyon fiatal, mindössze 1-2 millió éves, így nagytömegű tagjai még a gyors fejlődés ellenére sem produkálhattak szupernóva-robbanást, azaz csillagunknak dinamikai kölcsönhatás következtében kellett kidobódnia.

Az objektumot először 2006-ban észlelte egy csapat Ian Howarth (University College London) vezetésével a Siding Spring Observatory AAT (Anglo-Australian Telescope) távcsövével, akik arra figyeltek fel, hogy a kékes-fehér, szokatlanul forró és nagytömegű objektum relatíve távol van a terület összes olyan halmazától, melyben a hasonló tulajdonságú csillagok általában megtalálhatók. A tavalyi 4. szervízküldetés során a Hubble Űrteleszkópba beépített COS műszer kalibrációja közben rögzített spektrumok alapján 2009 júliusában arra is fény derült, hogy a csillag rendkívül erős csillagszelet (töltött részecskék árama) fúj, ami világosan jelzi, hogy a tömege nagyon nagy, valószínűleg meghaladja a 90 naptömeget, illetve azt, hogy igen fiatal, mindössze 1-2 millió éves lehet.

A Hubble archívumát áttekintve a kutatók ráleltek egy 1995-ös, a szintén tavaly nyugdíjazott WFPC2 (Wide Field Planetary Camera 2) kamerával rögzített felvételre, amely szerint a csillag akkor egy tojás alakú üreg egyik végében volt. Az üreg csillag mögötti elnyúlt részének fénylő kontúrja éppen születési hely irányát mutatja. A Chris Evans (Royal Observatory Edinburgh) vezetésével folyó, a 30 Doradus területének 900 csillagát felmérő Tarantula Survey keretében az ESO VLT távcsőrendszerének UT2 teleszkópján üzemelő FLAMES multiobjektum-spektrográffal nyert spektroszkópiai eredmények azt is megerősítették, hogy a csillag környezetéhez képesti szokatlan sebessége konstans, tehát nem egy kettősbeli pályamozgásról van szó, a csillag valódi szökevény. Az észlelések azt is tisztázták, hogy a műszerek nem két kisebb tömegű csillag kombinált fényét, hanem egyetlen, valóban nagytömegű, a Napnál körülbelül tízszer forróbb csillag sugárzását rögzítik. A COS mérésekhez hasonlóan a FLAMES eredmények is részben a szerencsének köszönhetők, hiszen a csillag távol van a 30 Doradus centrumától, közel a FLAMES felmérés célterületének széléhez.

A most talált csillagszökevény valószínűleg nem az egyedüli a régióban. Két másik, szintén nagyon forró, nagytömegű csillagot is azonosítottak a 30 Doradus területén kívül, vélhetőleg ezek is úgy dobódtak ki a születési helyükről. További vizsgálatuk segíthet annak kiderítésében, hogy csak néhány csillag szabadult-e el a Tarantula-ködben, vagy a 30 Doradus nagytömegű csillagok valóságos záporát zúdítja kozmikus környezetére.

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

Forrás:

• STScI-2010-14