2015.11.10. - Ősi csillagmaradványokat azonosított a Hubble a Galaxis centrumában

Egy közel tíz évet átfogó megfigyelés-sorozat eredményeként a Tejútrendszer legelső csillagainak maradványait, ősi fehér törpéket azonosított a Hubble-űrtávcső a Galaxis centrumában.

A Hubble-űrteleszkóp segítségével a kutatók valóságos "kozmikus ásatást" végeztek a Tejútrendszer centrumában, amelynek eredményeként a Galaxis formálódási folyamatának legkorábbi fázisaira utaló nyomokat találtak: több tízezernyi egyéb csillag mellett a Tejútrendszer legelső csillagainak maradványait, 70 fehér törpét is azonosítottak a magban. A jóval a Nap és a Föld létrejötte előtti, lassan hűlő csillagtetemek kulcsfontosságú szerepet játszhatnak annak megértésében, hogyan is alakult ki a galaxisunk. A Hubble-észlelések elemzése alátámasztja azt az elképzelést, hogy először a központi dudor öltött testet, amelyben nagyon gyorsan, 2 milliárd évnél rövidebb idő alatt megszülettek a csillagok is. A Tejútrendszer korongjának második és harmadik generációs csillagai már jóval lassabban jöttek létre.

Az eredményről beszámoló szakcikk vezető szerzője, Annalisa Calamida (Space Telescope Science Institute) szerint a Tejútrendszer centrális részének vizsgálata azért is fontos, mert ez az egyetlen központi dudor, amelyet részleteiben tanulmányozhatunk. Bár a távoli galaxisokban is megfigyelhetők, azokban a fehér törpékhez hasonló nagyon halvány csillagokat nem tudjuk feloldani, és így detektálni. Saját galaxisunkban a központi dudor a csillagtömeg mintegy negyedét tartalmazza, ezért csillagainak minél pontosabb jellemzése alapvető fontosságú az egész rendszer, és így a hozzá hasonló spirálgalaxisok kialakulási folyamatának jobb megértéséhez. A felmérés során az is kiderült, hogy a dudorban a kis tömegű csillagok aránya némileg nagyobb, mint a korongpopulációban. Calamida szerint ez arra utal, hogy a dudorban a koronghoz képest eltérőek a viszonyok, így más csillagkeletkezési mechanizmus működhetett, mint a diszkben.

Balra: A Sagittarius csillagkép irányában megfigyelhető központi dudor földfelszíni képe. A terület legnagyobb részét sűrű porfelhők takarják el előlünk, a nyíllal jelölt ún. Sagittarius-ablakban azonban sokkal kevesebb a por, így ott bekukucskálhatunk a centrumba. Jobbra fent: A központi dudor Hubble által vizsgált sűrű csillagmezeje. Jobbra lent: Négy darab a Hubble által a központi dudorban felfedezett 70 fehér törpe közül.
[NASA, ESA, A. Calamida and K. Sahu (STScI), and the SWEEPS Science Team, A. Fujii]

A Földnél kétszázezerszer sűrűbb apró, rendkívül halvány csillagtetemek azonosítása hatalmas kihívás: mintha egy Holdon lévő zseblámpa fényét akarnánk detektálni a Földről. A kutatóknak a Hubble éles felvételeit felhasználva sikerült a dudor csillagait elkülöníteni a miriádnyi előtércsillagtól. A csoport ugyanazon területről 10 év alatt készült képeken elemezte körülbelül 240 ezer csillag mozgását. A kutatás vezetője, Kailash Sahu (STScI) szerint a viszonylag hosszú időtartam lehetővé tette az elmozdulások nagyon pontos kimérését, ennek alapján pedig a dudor mintegy 70 ezer csillagának azonosítását, mivel azok sajátmozgása más, mint a korong vagy a haló csillagaié. A vizsgált terület a SWEEPS (Sagittarius Window Eclipsing Extrasolar Planet Search) tartomány része, távolsága körülbelül 26 ezer fényév. A szokatlanul pormentes régióról 2004-ben és 2011-2013-ban készültek felvételek a Hubble ACS (Advanced Camera for Surveys) műszerével.

Calamida és munkatársai a fehér törpéket a dudorcsillagok színeinek elméletei modellek előrejelzéseivel történő összevetése alapján azonosították. A nagyon forró fehér törpék kékebbek, mint a Naphoz hasonló csillagok, a koruk előrehaladtával azonban hűlnek és halványulnak, így detektálásuk még a Hubble-nek is gondot jelenthet. A most azonosított 70 fehér törpe így csak a jéghegy csúcsa. Sahu becslése szerint a megfigyelt régióban 100 ezer körül lehet a számuk, a James Webb-űrteleszkóppal talán majdnem mindegyiket meg is lehet majd figyelni.

A kutatók a SWEEPS-mező további területeinek észlelését és elemzését is tervezik, aminek eredményeként az eddiginél jóval pontosabb értéket adhatnak majd a központi dudor korára, illetve az is kiderülhet, hogy sok milliárd évvel ezelőtt valóban eltérő módon zajlott-e a csillagkeletkezés a dudorban és a fiatalabb korongban.

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

Forrás:

• STScI-2015-38