\"Porból lettünk, porrá leszünk\"
-
#2039
A Tejútrendszer legöregebb csillaga
2007. május 14., hétfő
A Chilében működő VLT távcsőegyüttes egyik teleszkópjával megtalálták a Tejútrendszer legöregebb csillagát, melynek becsült kora 13,2 milliárd év.
A chilei Paranal csúcson működő VLT (Very Large Telescope) távcsőegyüttes Kueyen teleszkópjának UVES spektrográfjával egy nagyon öreg csillagot találtak a Tejútrendszerben. A HE 1523-0901 katalógusjelű objektum becsült kora 13,2 milliárd év, ami alig marad el az Univerzum 13,7 milliárd éves korától, azaz a csillag valóban a kozmikus idők hajnalán, nem sokkal az Ősrobbanás után született.
Egy csillag korának meghatározása korántsem egyszerű feladat, különösen akkor, ha ilyen öreg objektumról van szó. Ehhez nagyon pontosan meg kell becsülni a radioktív tórium- és uránizotópok gyakoriságát a csillagban, s ez csak a VLT teleszkópjaihoz hasonló nagy távcsövekkel lehetséges. A módszer hasonlít a 14-es szénizotóp gyakoriságának mérésén alapuló ún. radiokarbon módszerhez, amit a régészetben nagyon gyakran használnak a leletek korbecsléséhez. Míg azonban ez az eljárás mindössze néhány tízezer évre visszamenőleg alkalmazható, a csillagászatban összehasonlíthatatlanul hosszabb időtartamokat kell felmérnünk a fenti módszerrel.
![]()
Fantáziarajz a radioaktív izotópok gyakoriságán alapuló kormeghatározás csillagászati alkalmazásáról.
A radioaktív izotópok gyakoriságán alapuló módszer jó alkalmazhatósága szempontjából kritikus a megfelelő izotóp kiválasztása. Ezek mennyisége egy adott mintában, ellentétben a stabil elemekével, az idő előrehaladtával csökken. Elegendően sok idő elteltével α- és β-bomlások során minden aktív izotóp stabil állapotba jut, és az ún. radioaktív bomlási sorok végén tovább már nem bomló ólomizotópok állnak. A folyamat jellemzésére a felezési időt használják, ami azt mutatja meg, hogy egy mintában mennyi idő alatt csökken egy adott bomlásképes izotóp aránya a felére. A felezési idő, az izotóp ma mérhető és a kiindulási állapotbeli gyakorisága ismeretében az izotópot tartalmazó objektum kora a bomlástörvényből meghatározható. Jelen esetben a kiindulási gyakoriság a Világegyetem fiatal korára vonatkozó különböző elméletekből nyerhető, s így természetesen a bizonytalansága is nagy lehet. A rövid felezési idejű izotópok értelemszerűen csak rövidebb időskálán alkalmasak kormeghatározásra, míg a hosszú felezési idejű izotópok lassabban bomlanak, azaz nagyon hosszú, milliárd éves időskálákon is alkalmazhatók. Ilyen nagyon hosszú, több milliárd éves felezési idejű izotópjai elsősorban az uránnak és a tóriumnak vannak. Előbbi felezési ideje 4,7 milliárd év, míg utóbbié a 14 milliárd évet is meghaladja, azaz hosszabb az Univerzum becsült koránál!
A Kueyen teleszkópra szerelt UVES spektrográffal 7,5 órás észlelési idővel a kutatóknak olyan ultraibolya színképeket sikerült rögzíteni a fémszegény ([Fe/H] = -2,95), azaz kevés nehéz elemet tartalmazó HE 1523-0901 csillagról, melyeken nem csak az előbb említett izotópok egymáshoz, de másik három, neutronbefogásra alkalmas stabil elemhez (Eu, Os, Ir) viszonyított gyakoriságát is sikerült meghatározni, azaz a kormeghatározás ebben az esetben "több lábon áll". A HE 1523-0901 ún. második generációs csillag, a benne található urán- és tóriumizotópok az Univerzum első, szupernóvaként felrobbant csillagainak kohóiban keletkeztek, így a 13,2 milliárd év valójában annak a szupernóvának a kora, ami a HE 1523-0901 szülőanyagát beszennyezte a nehézelemekkel. Minthogy a szupernóva és a mostani csillag kialakulása között nem telhetett el sok idő, most csak azt mondhatjuk, hogy az élete vége felé járó HE 1523-0901 a jelenleg ismert legöregebb csillag a Tejútrendszerben. Elképzelhető, hogy később más fémszegény csillagok között még öregebbet is találunk.
![]()
A HE 1523-0901 csillag spektruma az ionizált urán 385,96 nm-es vonala környékén.
Az elméletek szerint az első csillaggeneráció az Ősrobbanás után 30-150 millió évvel keletkezett. Ezek a csillagok valószínűleg óriási, 200 naptömeget is elérő objektumok voltak, s emiatt életüket nagyon gyorsan élték. Alig néhány százmillió év alatt elfogyasztották üzemanyagukat, s életüket fellángoló szupernóvaként fejezték be. Közben kozmikus környezetüket nehézelemekkel szennyezték be, melyek aztán a következő csillaggeneráció építőköveivé váltak. Ezen behemótokkal ellentétben a HE 1523-0901 valószínűleg csak 0,8 naptömegnyi lehet, így még születése után 13 milliárd évvel is stabilan termeli az energiát.
Forrás: ESO 23/07 Science Release
