2013.06.07. - Nátriumszegény diéta lehet a hosszú élet titka

Az elméletek szerint a Naphoz hasonló csillagok fejlődésük vége felé anyaguk nagy részét szétszórva vörös óriássá fúvódnak. Egy új kutatás alapján azonban magas nátriumtartalomnál ez sok esetben egyáltalán nem következik be.

A csillagok fejlődésére vonatkozó elméletek és számítógépes modellek, szimulációk szerint a Napunkhoz hasonló tömegű égitestek életük vége felé - miközben nukleáris üzemanyaguk maradékát is felhasználják - vörös óriássá fúvódnak, melynek során a külső rétegeiket le is dobják magukról. A csillagok a folyamat alatt a Hertzsprung-Russel diagramon az ún. aszimptotikus óriáságra (asymptotic giant branch, AGB) kerülnek. A fejlődési fázis során ledobott gáz egy ideig a csillag ultraibolya sugárzása által gerjesztett planetáris ködként figyelhető meg (ilyen például a jól ismert Lyra gyűrűs-köd), később azonban újabb csillaggenerációk, sőt bolygórendszerek kialakulásához is hozzájárul, amint egyre jobban elkeveredik a környező intersztelláris tér anyagával.

A fentebb vázolt kép helyességét illetően általános a szakmai egyetértés. Simon Campbell (Monash University Centre for Astrophysics, Melbourne) ausztrál teoretikusnak talán éppen ez a nagy összhang üthetett szöget a fejébe, ezért úgy döntött, hogy alaposan átvizsgálja az ezzel kapcsolatos korábbi szakirodalmat. Meglepetésére a modellek és szimulációk által jelzett eredmény - azaz, hogy minden csillag átmegy az AGB fázison - megfigyelési oldalról egyáltalán nincs kielégítően alátámasztva. Ezért úgy döntött - bár elméleti ember lévén csak kevés észlelési tapasztalattal rendelkezik -, hogy saját maga jár utána a dolognak.

Munkatársaival az ESO VLT távcsőegyüttesének FLAMES multiobjektum-spektrográfjával a Páva csillagképben megfigyelhető NGC 6752 katalógusjelű gömbhalmaz 130 csillagáról rögzítettek nagyfelbontású színképet. A gömbhalmazban első generációs és később keletkezett csillagok is megtalálhatók. Bár ezen ősi objektumok csillagai nagyjából egy időben keletkeztek, mára már egyértelművé vált, hogy nem olyan "egyszerűek", mint azt korábban feltételezték: általában két vagy több csillagpopuláció egyedeiből állnak, melyek eltérő mennyiségű könnyű kémiai elemet, például szenet, nitrogént és nátriumot tartalmaznak.

Az NGC 6752 gömbhalmaz a 2,2 méteres MPG/ESO teleszkóp Wide Field Imager (WFI) kamerájával rögzített képen. Az új eredmény szerint a gömbhalmaz vizsgált csillagainak többsége fejlődése végén nem ment át a tömegvesztéssel járó AGB fázison.
[ESO]

Ez utóbbi kulcsfontosságú a jelen vizsgálat szempontjából, mivel Campbellék szerint a csillagpopulációk éppen a nátriumtartalom alapján különíthetők el egymástól. Az eredmény meglepő: mindegyik AGB csillag alacsony nátriumtartalmú első generációs csillag volt, míg a magas nátriumtartalmú, azaz második generációs csillagok közül egy sem ment át az AGB fázison. A vizsgált objektumok 70%-a egyáltalán nem jutott el a végső termonukleáris égésig és az azzal járó felfúvódásig, illetve tömegvesztésig. Azokról a csillagokról, melyek kihagyják ezt a fejlődési szakaszt, azt gondoljuk, hogy egyenesen héliumban gazdag fehér törpékké válnak, majd szépen lassan, évmilliárdok alatt hűlnek ki teljesen.

Saját bevallásuk szerint egyelőre Campbell és kollégái is tanácstalanok az észlelési eredményeik magyarázatát illetően. Nem gondolják, hogy a nátrium maga okozná a két populáció csillagainak eltérő viselkedését, de biztosan köze van a mélyebben rejlő okhoz, amit jelenleg még sűrű homály fed. Mindenesetre az eredmény alapján úgy tűnik, kellően alacsony nátriumszint szükséges ahhoz, hogy a csillagok idős korukban elérjék az AGB fázist. A kutatók remélik, hogy más gömbhalmazok esetében is sikerül majd kimutatni a jelenséget, amihez persze további észlelések szükségesek.

Az eredményeket részletező szakcikk 2013. május 29-én jelent meg a Nature magazin honlapján.

Forrás:

• eso1323 - Science Release
• Nature (2013) doi:10.1038/nature12191