2015.02.20. - Hetvenezer év után 'kapták el' a kozmikus behatolót

Egy nemzetközi kutatócsoport szerint egy nemrégiben felfedezett halvány objektum, Scholz csillaga 70 ezer évvel ezelőtt annyira megközelítette a Naprendszerünket, mint semmilyen más csillag előtte, azóta, vagy a jövőben.

Az amerikai, európai, chilei és dél-afrikai csillagászok alkotta kutatócsoport eredménye szerint egy nemrégiben felfedezett halvány csillag 70 ezer évvel ezelőtt nagy valószínűséggel áthaladt a Nap fennhatóságának határát jelző Oort-féle üstökösfelhőn. Nem ismerünk olyan csillagot, amelyik valaha is ennél jobban megközelítette volna bolygórendszerünket - legkisebb távolsága mindössze ötöde volt a jelenlegi legközelebbi csillag, a Proxima Centauri távolságának.

Eric Mamajek (University of Rochester) és munkatársai Scholz csillagának sebességét és lehetséges trajektóriáit elemezték. Az adatok az sugallják, hogy mintegy 70 ezer évvel ezelőtt az objektum a Naptól körülbelül 52 ezer csillagászati egységre haladt el, ez nagyjából 0,8 fényév vagy 8 billió kilométer. Kozmikus értelemben ez nagyon közel van, hiszen a legközelebbi csillagszomszédunk, a Proxima Centauri távolsága 4,2 fényév. A kutatók szerint 98 százalék a valószínűsége annak, hogy Scholz csillaga áthaladt a külső Oort-felhőnek nevezett régión. Ez az a terület a Naprendszer szélén, ahol az elképzelések szerint kilométer vagy annál nagyobb méretű üstökösmagok billiói keringenek és ahonnan a Nap gravitációs perturbációinak hatására a hosszú periódusú üstökösök is indulnak.

Mamajek akkor kezdett el érdeklődni a csillag után, amikor Valentin D. Ivanovval (ESO) beszélgetett róla. Scholz csillagának jellemzői igen érdekes mixet alkotnak: annak ellenére, hogy egészen közel ("csak" 20 fényév távolságra) van, nagyon kicsi a sajátmozgása, elmozdulásának az égbolt érintősíkjába eső, tangenciális összetevője. Az Ivanov és kollégái által elvégzett radiálissebesség-mérések pedig azt mutatták, hogy a csillag figyelemre méltó sebességgel távolodik a Naprendszertől. Mamajek magyarázata szerint az ilyen közeli csillagok legtöbbjének sajátmozgása jóval nagyobb, így a kicsiny sajátmozgás és a közelség vagy azt jelzi, hogy a csillag felénk mozog és a jövőben fogja megközelíteni a Naprendszert, vagy azt, hogy nemrégiben közelítette meg a bolygórendszerünket és már távolodik. A Dél-Afrikában és Chilében működő óriásteleszkópokkal (SALT és Magellán) felvett spektrumokból meghatározott radiális sebességek az utóbbi lehetőséget támasztják alá, azaz a csillag a múltban járt a közelünkben.

Fantáziarajz Scholz csillagáról és barna törpe kísérőjéről (utóbbi az előtérben) a Naprendszer 70 ezer évvel ezelőtti megközelítésekor. A bal oldalon a háttérben látható Nap ragyogó csillagként mutatkozhatott. A kettős most körülbelül 20 fényévre van tőlünk.
[Michael Osadciw / University of Rochester]

Amint tehát a kutatók a különböző információkat összeillesztették, kiderült, hogy a csillag távolodik a Naprendszertől, a pályáját visszafele követve pedig az is kiderült, hogy mintegy 70 ezer évvel ezelőtt járt legközelebb a Naphoz. Mostanáig a bolygórendszerünket legjobban megközelítő csillagnak a HIP 85605 katalógusjelű objektumot tartották. A feltételezések szerint a "csavargó csillag" 240-470 ezer év múlva fog a Naprendszer közelébe kerülni. Mamajek és kollégái azonban azt is megmutatták, hogy a HIP 85605 eredeti távolságát egy tízes faktorral alulbecsülték. A körülbelül 200 fényéves új távolsága alapján a HIP 85605 újraszámolt trajektóriája pedig már nem vezet át az Oort-felhőn.

Mamajek a University of Rochester korábbi hallgatója, Scott Barenfeld (jelenleg a Caltech-en tanul) közreműködésével a csillag 10 ezer lehetséges trajektóriáját szimulálta, figyelembe véve annak pozícióját, távolságát, sebességét, a Tejútrendszer gravitációs terét, és ezen mérések statisztikai bizonytalanságait is. A szimulációk 98 százalékában a csillag áthaladt a külső Oort-felhőn, de szerencsére csak egy metszette a belsőt is, ami egy ún. "üstököszáport" eredményezhetett volna.

Úgy tűnik tehát, hogy Scholz csillaga valószínűleg csak kis hatással volt az Oort-felhőre. Mamajek azonban arra is rámutatott, hogy a közeli csillagok között azért rejtőzködhet olyan, amely jelentős dinamikai perturbációt gyakorolhat rá. Az ESA nemrégiben felbocsátott Gaia űrszondája a várakozások szerint egy milliárd csillag távolságát és radiális sebességét fogja megmérni. A kutatók remélik, hogy a Gaia adatai alapján azt is meghatározhatják majd, hogy melyik másik csillagok közelíthették meg a múltban, vagy közelíthetik meg a jövőben a Naprendszert.

Ma Scholz csillaga halvány vörös törpeként figyelhető meg a Monoceros csillagképben, mintegy 20 fényévre tőlünk. A legnagyobb megközelítéskor azonban körülbelül 10 magnitúdós lehetett, nagyjából 50-szer halványabb egy szabad szemmel még éppen látható objektumnál. Mivel azonban mágnesesen aktív, ami flereket, s így rövid időre akár ezerszeres felfényesedést is okozhat, nem lehetetlen, hogy 70 ezer évvel ezelőtti őseink a kitörések alatt percekre vagy órákra akár láthatták is.

A csillag valójában egy kettős rendszer tagja: a vörös törpe tömege a Napénak körülbelül 8, a kísérő barna törpéé pedig 6 százaléka. A barna törpék az ún. "elvetélt csillagok", amelyek tömege nem elegendő ahhoz, hogy a magjukban beinduljon a hidrogén fúziója, de azért jóval nagyobbak, mint a Jupiterhez hasonló gázóriások. A csillag katalógusjelzése WISE J072003.20-084651.2, de felfedezője, Ralf-Dieter Scholz (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, AIP) tiszteletére, aki 2013-ban először számolt be a halvány objektumról, Scholz csillagának nevezték el. A WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) a NASA űrtávcsöve, amely 2010/2011-ben az infravörös tartományban térképezte fel az egész égboltot, és Scholz az adatai alapján azonosította a csillagot. A számok az égi koordinátákat jelentik.

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

Forrás:

• ScienceDaily 2015.02.17.