Az NGC 6791 jelű nyílthalmazban három különböző korú csillagpopulációt találtak, ami rendkívül egyedi a csillaghalmazok között. Az eredmények rávilágítanak a csillagászati kormeghatározás nehézségeire.
Az NGC 6791 az egyik legöregebb és legnagyobb ismert nyílthalmaz a Tejútrendszerben. A Lyra (Lant) csillagkép irányában látszó objektum tízszer nagyobb, mint egy átlagos nyílthalmaz, és kb. 10 ezer csillagot tartalmaz. A régóta ismert halmazt L. Bedin (STScI, Baltimore) és kollégái a Hubble Űrtávcső segítségével vették alaposabban szemügyre, és az eredmények nem kis meglepetést okoztak. Az űrtávcső felvételei alapján a nyílthalmaz leghalványabb csillagait is sikerült beazonosítani, s a teljes csillagpopuláció vizsgálata alapján a szakemberek arra a következtetésre jutottak, hogy az NGC 6791 csillagai életkoruk szerint három különböző csoportba oszthatóak.
A csillagfejlődés végső fázisában lévő, energiatermelés szempontjából már inaktív fehér törpecsillagok egy részét 6 milliárd, míg egy másik csoport tagjait 4 milliárd évesnek határozták meg a kutatók. Általános esetben egy halmaz tagjai közül az eredetileg legnagyobb tömegű, így a magbeli "üzemanyagokat" leggyorsabban "elégető" csillagok közül kerülnek ki az első fehér törpék. A kisebb tömegű csillagok a megfigyelés pillanatában az evolúció korábbi szakaszaiban tartanak. Közülük a kormeghatározás szempontjából azok a legjobb indikátorok, melyek fősorozati állapotukat éppen elhagyják (azaz magjukban megszűnik a hidrogén fúziója). Ezek az objektumok az asztrofizikusok egyik legfontosabb ábráján, a csillagfejlődést jól szemléltető szín-fényesség diagramon a fősorozatról az óriáság felé tartó "kanyarban", az ún. elfordulási pontban (angolul turn-off point) találhatóak. Az NGC 6791 esetében az elfordulási pont 8 milliárd éves kort jelez a halmaz csillagaira, ami a fehér törpék egyik populációjának életkorával sincsen összhangban.
A kép bal szélén a 13 ezer fényévre lévő NGC 6791 látható; a zöld téglalap jelzi a Hubble Űrtávcső kamerájának látómezejét. Egy teljes látómezőnyi kép látható az ábra jobb felső részén (a bal felső sarokban két háttérgalaxis is megfigyelhető). Az ábra jobb alsó részén egy kinagyított képrészlet látható; a kék körök a fiatalabbnak, míg a vörös körök az idősebbnek becsült fehér törpéket jelzik (NASA/ESA/L. Bedin)
Az eredmények azért meglepőek, mert az általános elmélet szerint a nyílthalmazok csillagai azonos szülőfelhőből, egyszerre születnek, s a későbbiekben nem játszódik le újabb csillagkeletkezés. A szakemberek ezért feltételezték, hogy a kormeghatározások során léphetett fel valamilyen hiba. A vizsgálódást a fehér törpecsillagok két, eltérő korú csoportjánál kezdték. A fehér törpék folyamatosan, az eltelt idővel arányosan halványodnak, így fényességük pontos mérése révén az életkoruk jól becsülhető.
Bedin és munkatársai találtak egy lehetséges megoldást a kormeghatározás során adódott problémára. Elméletük szerint a fényesebbnek látszó - és így fiatalabbnak becsült - fehér törpék valójában nem magányos, hanem kettős rendszerben lévő csillagok. A halmaz nagy távolsága miatt viszont ezek a csillagpárok nem felbonthatóak, s csak az együttes fényességük mérhető - azaz a 4 milliárd évesnek becsült fehér törpék a valóságban jóval idősebbek lehetnek. A halmazban egyébként korábban már fedeztek fel kettőscsillagokat, ám ezek mind a fősorozati csillagok köréből kerültek ki.
Az NGC 6791 szín-fényesség diagramja, rajta a szövegben említett, a csillagfejlődés különböző állapotaiban lévő objektumokkal (STScI).
A fehér törpék 6 milliárd, ill. az elfordulási pontban lévő fősorozati csillagok 8 milliárd évesre becsült kora között azonban még mindig ellentét feszül. A kutatók szerint ezt a tényt már nem lehet kormeghatározási hibákkal magyarázni. Véleményük alapján egy eddig ismeretlen fizikai folyamat állhat a jelenség hátterében, ami lassítja a fehér törpék evolúcióját. Ugyanakkor az is elképzelhető, hogy a fehér törpecsillagok hűlését leíró összefüggés mégsem tekinthető teljesen általános érvényűnek, vagy hogy valamilyen külső hatás révén ebben a nyílthalmazban két lépésben zajlott le a csillagkeletkezés.
Az eredmények két szakcikkben jelentek meg, az Astrophysical Journal május 10-i, valamint az Astrophysical Journal Letters május 20-i számában.
Forrás:
Kapcsolódó cikkünk:
