2015.06.12. - KIC 9533489: így rezgesd a csillagodat

Magyar kutatók egy ún. hibrid pulzáló változócsillag részletes vizsgálatát végezték el. A KIC 9533489 jelű Kepler-objektum egyszerre mutat δ Scuti, illetve γ Doradus típusú változócsillagokra jellemző pulzációs frekvenciákat.

A δ Scuti és γ Doradus csillagok a Napnál valamivel forróbbak és nagyobb tömegűek. Az utóbbi évek világűrből végzett megfigyelései kimutatták, hogy az ilyen csillagok közül sok egyszerre oszcillál a kétféle változócsillag-típusra jellemző frekvenciákkal. A hibrid tulajdonság lehetővé teszi e csillagok teljes belsejének vizsgálatát, mivel az egyidejűleg gerjesztett, δ Scuti, illetve γ Doradus csillagokra jellemző pulzációs módusok mind a csillag külső, mind a belsőbb rétegeiről hordoznak információt. A hibrid pulzátorok ezért ígéretes célpontjai a csillagbelsők tanulmányozására irányuló asztroszeizmológiai vizsgálatoknak.

A Bognár Zsófia (MTA CSFK CSI) által vezetett nemzetközi kutatócsoport, amelynek másik magyar tagja Sódor Ádám (MTA CSFK CSI), számos hibrid-jelölt csillag közül választotta ki részletesebb vizsgálatra a KIC 9533489 jelű objektumot: egyrészt azért, hogy megtudják, valódi hibrid változócsillagról van-e szó, másrészt mert a csillag fényességében körülbelül 197 napos periódussal fényességcsökkenéseket lehet megfigyelni, ami felvetette annak lehetőségét, hogy egy a csillag körül keringő exobolygó átvonulásait látjuk. A kutatások tehát két szálon folytak: a csillag pulzációs frekvenciáinak tanulmányozása mellett a tranzitra emlékeztető fényességcsökkenések modellezése is megtörtént.

A KIC 9533489 fénygörbéje a Kepler-űrtávcső mérései alapján, kétféle mintavételezés ("long cadence" és "short cadence") mellett. Jól láthatók a tranzitra emlékeztető fényességcsökkenések, a felső panelen a fénygörbe ezek periodikusságát szemlélteti. Az alsó két panelen közelebbről is szemrevételezhető egy ilyen esemény, a bal alsón a csillagpulzációra jellemző periodikus fényességváltozások is jól megfigyelhetők.
[Bognár és mtsai, 2015]

Az egyik fontos eredmény, hogy a vizsgálatok szerint a csillag valóban egy hibrid pulzátor, tehát azt, hogy egyidejűleg figyelünk meg hosszabb, illetve rövidebb periódusú fényességváltozásokat a fénygörbéjében, nem például kettősrendszerbeli tagság vagy felszíni inhomogenitások, hanem különböző típusú pulzációk okozzák. A KIC 9533489 így ígéretes célpontja lehet további, modellezést magában foglaló asztroszeizmológiai vizsgálatoknak. A tranzitmodellezés pedig feltárta, hogy a tranzitra emlékeztető jelenségeket okozó objektum nem a pulzáló változócsillag, hanem egy, a látóirányunkba eső másik égitest, egy halványabb csillag körül keringhet. A KIC 9533489 fizikai paramétereinek meghatározása, illetve ez utóbbi csillagra utaló jelek detektálása céljából több nagyobb távcsővel végeztek nagyfelbontású spektroszkópiai megfigyeléseket, köztük a 10 méteres Keck I teleszkóppal is, de egyelőre nem sikerült a színképekben e halványabb csillag nyomaira bukkanni. További lehetőségként adaptív optikai megfigyelések is történtek a Keck II távcsővel, ami felfedte egy viszonylag közeli csillag jelenlétét, de ez túl halványnak bizonyult, illetve további megfontolások alapján túl távol van a főkomponenstől ahhoz, hogy ez legyen a keresett objektum.

A KIC 9533489 csillag és környezete a Keck II távcsővel közeli infravörösben, adaptív optikával készült nagyfelbontású felvételen. A változótól jobbra látható egy közeli halvány csillag, de nem az felelős a tranzitjelenségekért.
[Bognár és mtsai, 2015]

A tranzitanalízis tehát egy többes rendszer lehetőségét tárta fel, amely egy hibrid pulzáló változócsillagból, egy a látóirányunkba eső másik csillagból, valamint egy ez előtt időnként elhaladó további égitestből áll. Amennyiben a csillagok azonos távolságban vannak, akkor a modellezés szerint egy körülbelül 1,6 jupitersugarú objektum okozhatja a tranzit jelenségét, ami vagy egy felfúvódott exobolygót, vagy egy kistömegű csillagot jelent. Ha azonban a halványabb csillag közelebb van hozzánk, és nem alkotnak gravitációsan kötött rendszert a pulzáló változóval, akkor a modellek kisebb tömeget és méretet engednek meg a közelebbi csillagnak, illetve kisebb sugarat a körülötte keringő harmadik égitestnek is. További spektroszkópiai megfigyelések segíthetnek ennek a kérdésnek az eldöntésében.

A kutatás többek között a Magyar Állami Eötvös Ösztöndíj (2013) és a Bolyai János Kutatási Ösztöndíj támogatásával valósult meg.

Az eredményeket részletező szakcikk az Astronomy & Astrophysics c. folyóiratban fog megjelenni.

Forrás:

• arXiv:1506.01668v1 [astro-ph.SR]