Hatalmas foltok vannak a pusztító csillagok felszínén

A csillagászok az Európai Déli Obszervatórium (European Southern Observatory – ESO) távcsöveivel hatalmas foltokat találtak gömbhalmazokban megbúvó rendkívül forró csillagok felszínén. Ábránk fantáziarajzon mutatja be, hogyan nézhet ki egy ilyen csillag a foltokkal. A mágneses tér miatti folt fényesebb a környezeténél, és a csillag felszínének egynegyed részét fedi. A csillagok forgása révén a felszín foltjai feltűnnek és eltűnnek a tekintetünk elől, ami a megfigyelt fényességük észlelhető megváltozását okozza

A csillagászok az Európai Déli Obszervatórium (European Southern Observatory – ESO) távcsöveivel hatalmas foltokat találtak gömbhalmazokban megbúvó rendkívül forró csillagok felszínén. Ezek a csillagok nemcsak a mágnes tér miatti foltokkal tarkítottak, de néhányukon szuperflerek is előfordulnak. Az ilyen hatalmas robbanásokban a napkitöréseknél több milliószor nagyobb energiák szabadulnak fel. A Nature Astronomy szakfolyóirat legújabb számában publikált eredmények hozzásegíthetik a csillagászokat e talányos égitestek jobb megismeréséhez, de elvezethetnek az asztrofizika néhány nagy rejtélyének megfejtéséhez is.

Az olaszországi Padova INAF Obszervatóriumában dolgozó Yazan Momany csillagász által vezetett kutatócsoport tagjai egy bizonyos csillagtípus, az extrém horizontális ági csillagok csoportjának tagjait keresték. Ezek a Nap tömegének csupán felét kitevő égitestek négyszer forróbbak központi csillagunknál.

E kicsi, de forró csillagok azért különlegesek, mert tudjuk róluk, hogy át fogják ugrani a csillagok élete végére jellemző egyik fejlődési fázist, és életük idő előtt véget fog érni"

– kezdi Momany, az ESO Paranal Obszervatóriumának korábbi munkatársa. –

A mi galaxisunkban az ilyen csillagok általában közeli kísérővel rendelkeznek."

Meglepő módon azonban a csillagokkal zsúfolt gömbhalmazokban található extrém horizontális ági csillagok többségének még sincs kísérője. A csillagászok hosszú időn át követték az ESO műszereivel ezeket az égitesteket, és azt találták, hogy célpontjaiknak más különlegességük is van. Három különböző gömbhalmaz csillagait megfigyelve Momany és munkatársai kimutatták, hogy bennük sok extrém horizontális ági csillag szabályos fényességváltozásokat mutat néhány naptól néhány hétig terjedő periódusokkal.

„Az összes egyéb lehetőséget kizárva egy magyarázat maradt a megfigyelt fényességváltozásokra" – következtet Simone Zaggia, a kutatócsoport tagja, szintén a padovai INAF Obszervatórium munkatársa, az ESO korábbi ösztöndíjas kutatója. –

Ezeken a csillagokon mágneses eredetű foltok vannak!"

A csillagászok az Európai Déli Obszervatórium (European Southern Observatory – ESO) távcsöveivel hatalmas foltokat találtak gömbhalmazokban megbúvó rendkívül forró csillagok felszínén. Az ábra fantáziarajzon mutatja be, hogyan nézhet ki egy ilyen csillag a foltokkal. A mágneses tér miatti folt fényesebb a környezeténél, és a csillag felszínének egynegyed részét fedi. A csillagok forgása révén a felszín foltjai feltűnnek és eltűnnek a tekintetünk elől, ami a megfigyelt fényességük észlelhető megváltozását okozza Forrás: ESO/L. Calçada, INAF-Padua/S. Zaggia

A csillagok egynegyedét is elfoglalhatják a foltok

Az extrém horizontális ág csillagain lévő foltok a jelek szerint nagyon különböznek a Napunkról ismert sötét képződményektől, noha mindegyiket a mágneses tér okozza. Ezeknek a forró, extrém csillagoknak a foltjai a Nap sötét és hűvös foltjaival ellentétben még fényesebbek és forróbbak, mint az őket körülvevő csillagfelszín. Az extrém horizontális ági csillagok foltjai ráadásul jóval nagyobbak is a napfoltoknál, és akár a csillagfelszín egynegyedét is boríthatják. Foltjaik továbbá rendkívül tartósak, évtizedekig is létezhetnek, míg az egyes napfoltok mindössze néhány napig, egy-két hónapig maradnak fenn. A csillagok forgása révén a felszín foltjai feltűnnek és eltűnnek a tekintetünk elől, ami a megfigyelt fényességük észlelhető megváltozását okozza.

A foltok miatti fényességváltozásokon túl a csillagászok néhány olyan extrém horizontális ági csillagot is találtak, amelyeken szuperflerek is előfordulnak.

Az ilyen nagy energiájú, robbanásszerű események szintén mágneses tér jelenlétére utalnak. „Ezek hasonlítanak a Napunkon megfigyelt flerekhez, csakhogy tízmilliószor nagyobb energiákkal" – érzékelteti Henri Boffin, a kutatócsoport egy másik tagja, az ESO németországi központjának munkatársa. – „Ilyen jelenségre egyáltalán nem számítottunk, ez pedig rávilágít arra, hogy milyen fontos szerepe van a mágneses térnek ezekben a csillagokban."

Az extrém horizontális ági csillagok hat évtizedes kutatása révén a csillagászok ma már jóval teljesebb képet alkothatnak ezekről az égitestekről. A mostani felfedezések ráadásul segíthetnek megérteni sok fehér törpecsillag erős mágneses terének eredetét is. A fehér törpék a legtöbb csillag, köztük a Nap életének végállapotát is jelentik, és sok hasonlóságot mutatnak az extrém horizontális ági csillagokkal. „A tágabb összefüggés pedig az" – magyarázza David Jones, szintén a tudományos eredmények társszerzője, korábbi ESO ösztöndíjas, jelenleg a spanyol Kanári Szigeteki Asztofizikai Intézet kutatója, –, „hogy a fiatal, Naphoz hasonló csillagoktól az öreg, extrém horizontális ági csillagokon át a régóta halott fehér törpékig minden forró csillag fényességváltozásai összefügghetnek egymással. Mindezen csillagok felszínét mágneses eredetű foltok csúfítják el."

Az extrém horizontális ági csillagok és a Nap foltjainak összehasonlítása (fantáziarajz) Forrás: ESO/L. Calçada, INAF-Padua/S. Zaggia

Milyen műszereket használtak a csillagászok?

A csillagászok az itt bemutatott eredményeikhez az ESO több eszközét, közöttük a Nagyon Nagy Távcsövet (Very Large Telescope – VLT) a VIMOS, FLAMES és FORS2 műszerekkel, a Paranal Obszervatórium VLT Survey Telescope távcsövén működő OmegaCAM kamerát, valamint az ESO szintén Chilében üzemelő La Silla Obszervatóriumának New Technology Telescope távcsövét és ULTRACAM kameráját használták.

Az áttörést e csillagok közeli ultraibolya hullámhossztartományban való megfigyelése hozta el, mert ebben a színben ezek a forró, extrém csillagok rikítva tűntek ki a gömbhalmazok hűvösebb csillagai közül.