2010.06.07. - Nyugtalanság uralkodik egy fiatal csillaghalmazban

A Hubble Űrteleszkóp régi és újabb felvételeinek összevetése alapján sikerült megmérni az NGC 3603 katalógusjelű halmaz fiatal, nagytömegű csillagainak mozgását, ami azonban teljesen eltér a várttól.

Az NGC 3603 katalógusjelű csillagkeletkezési terület központi halmaza Tejútrendszerünk egyik legsűrűbb régiója: egy alig három fényév méretű térrészbe néhány tízezer naptömegnyi anyag zsúfolódik fiatal, nagytömegű csillagok formájában. A 20 ezer fényév távolságban található halmaz csillagainak mozgását rendkívül nehéz kimutatni, de a Hubble Űrteleszkóp azóta már nyugdíjazott WFPC2 műszerével 1997 júliusában és 2007 szeptemberében ugyanazon szűrőkészlettel készített felvételek összehasonlítása alapján a Boyke Rochau (MPIA, Heidelberg) által vezetett kutatócsoportnak ez mégis sikerült.

A Hubble felvétele az NGC 3603 katalógusjelű csillagkeletkezési területről. A régió közepén helyet foglaló kék, forró csillagok intenzív sugárzása felelős a körülöttük látható üreg kialakulásáért.
[NASA, ESA, Hubble Heritage (STScI/AURA)]

A feladat nagyságát jól érzékelteti, hogy az észlelések után a kutatók még két évnyi munkát fordítottak a halmaztagok mozgásának meghatározására. Rochau szerint a csillagok pozícióira - amelyekből az elmozdulások és végül a sebességek származtathatók - vonatkozó méréseik pontossága az ívmásodperc 27 milliomod része, ami legjobban úgy érzékeltethető, hogy ekkora szög alatt látszana egy emberi hajszál vastagsága 800 kilométer távolságból.

A csoport 700, különböző tömegű és felszíni hőmérsékletű halmaztag pozícióját, ezen keresztül pedig az elmozdulását és a sebességét határozta meg. Meglepetésükre azt találták, hogy a sebességek függetlenek a csillagok tömegétől, még a halmaz körülbelül 1 millió évvel ezelőtti születésekor fennálló "nyugtalan" állapotokat tükrözik, azaz a halmazbeli mozgásviszonyok még eléggé rendezetlenek, ellentétben azzal, ami a csillagkeletkezési elméletek alapján várható lenne.

Az NGC 3603 csillaghalmaz magja a WFPC2 2007 szeptemberi felvételén. A 10 évvel korábbi felvétellel összevetve sikerült megmérni az egyedi csillagok elmozdulásait.
[NASA, ESA, W. Brandner (MPIA), B. Rochau (MPIA) és A. Stolte (University of Cologne)]

A keletkezésükre vonatkozó elképzelések szerint a csillagok óriási gáz- és porfelhők kollapszusainak eredményeként csoportokban jönnek létre. Az elméletek szerint az NGC 3603 halmazhoz hasonló nagytömegű objektumok esetében ez a folyamat viszonylag gyorsan lezajlik, a visszamaradt anyagot pedig a megszülető forró csillagok erős csillagszele kisöpri a területről. A kialakuló csillaghalmaz gravitációja néha nem elegendő ahhoz, hogy a tagokat tartósan együtt tartsa, ezek a csillagok fokozatosan eltávolodnak a születési helyüktől. A nagytömegű halmazok tagjai azonban a gömbhalmazokhoz hasonlóan sokáig együtt maradnak. Wolfgang Brandner (MPIA) szerint az, hogy nagytömegű, fiatal csillaghalmaz esetében először sikerült meghatározni nagyszámú halmaztag pontos mozgását, kulcsszerepet játszthat a csillaghalmazok kialakulásával és azt közvetlenül követő fejlődési fázisukkal kapcsolatos kérdések tisztázásában.

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

Forrás:

• Astronomy Now Online 2010.06.03.