\"Porból lettünk, porrá leszünk\"
-
#2070
Pillantás egy vörös óriás légkörébe
Szerző: Kovács József | 2007. június 06., szerda
Feltérképezték egy pulzáló vörös óriáscsillag kiterjedt légkörének különböző rétegeit infravörös és rádiótartományban végzett interferometriai mérésekkel.
Egy nemzetközi kutatócsoportnak először sikerült egy mira típusú változócsillag különböző rétegeibe pillantani. A vörös óriás legkülső ritka részei alatt egy molekulaburkot, egy porburkot és egy ún. mézerburkot találtak. A kutatók a munkához az ESO (European Southern Observatory) által a chilei La Paranal csúcson működtetett VLT (Very Large Telescope) távcsőegyüttes interferometrikus üzemmódját (VLTI) és az NRAO (National Radio Astronomical Observatory) által üzemeltetett rádióinterferométer-rendszert (VLBA, Very Long Baseline Array) használták. Az új eredmény jelentősen javíthatja eddigi tudásunkat arról, hogy a végső pusztulás előtt álló elfejlődött óriáscsillagok hogyan veszítik el anyagukat és hogyan dúsítják fel nehéz elemekkel a csillagközi teret.
A kérdéses objektum az S Ori jelzésű mira típusú változócsillag. Tömege nagyjából megegyezik a Napéval, így jelenlegi állapota előrevetíti központi csillagunk sorsát újabb 5 milliárd év múlva, mielőtt fehér törpeként befejezné fejlődését. A mirák felfúvódott óriáscsillagok, ezért legkülső régióik már meglepően könnyen leválnak, ami hajtja az égitestek tömegvesztését: az S Ori pl. minden évben kb. a Föld tömegének megfelelő anyagmennyiséget pumpál ki a csillagközi térbe. Később aztán ez a nehéz elemekben (pl. szén, oxigén, szilícium) gazdag anyag újabb csillagok, bolygók és esetleg valamilyen életforma alapját fogja képezni, ami indokolja a mirák kutatásának fontosságát. A tömegvesztés összefügg azzal is, hogy a mirák periodikusan összehúzódnak és kitágulnak, azaz pulzálnak – az S Ori periódusa 420 nap, miközben vizuális fényessége a minimum és a maximum között ötszázszorosára növekszik, átmérője pedig körülbelül 20 százalékkal változik.
Bár a mirák valóban óriások – méretük a Napénak több százszorosa is lehet, azaz a Nap helyébe téve akár a Mars pályájáig is elérhetnének –, még a legközelebbi mirák is olyan távol vannak, hogy részleteik tanulmányozásához nagyon nagy felbontás szükséges, ez pedig csak interferometrikus módszerekkel érhető el. A csillag különböző rétegeinek tanulmányozásához különböző hullámhossztartományokban végzett megfigyelések szükségesek. Az optikai észlelések mellett a molekula- és porréteg az infravörös tartományban, a mézerréteg pedig a rádiótartományban vizsgálható. A mézersugárzás forrása az SiO molekula, segítségével feltérképezhető a burokban a Nap méretének körülbelül 10-szeresét elérő gázcsomók mozgása.
![]()
A képen az S Ori látható a pulzációs periódus három különböző fázisában. A vörös és zöldes foltok a mézeremissziót, a vöröses korongok a csillag felszínét és a molekuláris réteg infravörös emisszióját, míg a zöldes fénylés a porburok helyét jelzik. Az első két kép a minimumhoz közel készült, amikor a legtöbb por keletkezik. A harmadik kép közvetlenül a vizuális maximum utáni állapotot mutatja, amikor a porburok már kitágult. (Forrás: ESO)
Mivel a csillag kibocsátott sugárzása periodikusan változik, a kutatók a VLTI-vel (infravörös tartomány) és a VLBA-val (rádiótartomány) párhuzamosan különböző időpontokban észlelték az objektumot. Az első közel volt a minimumhoz, az utolsó pedig a következő periódus maximumához. A mérésekből azt kapták, hogy a csillag átmérője 7,9 és 9,7 ezred ívmásodperc között változik, ami az S Ori távolságában 1,9 és 2,3 Nap-Föld távolságnak, azaz 400 és 500 napsugárnak felel meg!
A csillagot körülvevő belső porburok mérete a csillag sugarának kétszerese. A mézersugárzás, ami szintén ebben a távolságban keletkezik, jellegzetes gyűrűs (teljes vagy részleges) eloszlást mutat, a gyűrűkön belül csomósodásokkal. Sebességeloszlásuk alapján a gáz mintegy 10 km/s sebességgel áramlik sugárirányban kifelé.
A vizsgálatok alapján a fényváltozási minimumhoz közel sokkal több por keletkezik és több gáz dobódik ki, mint egyébként. Ezen fázis után a csillag burkának tágulása folytatódik, majd a maximum elérésekor egy kiterjedt porburok figyelhető meg. Ez egyértelműen utal a pulzáció és a por keletkezése és kiáramlása közötti kapcsolatra. A porburok főként alumínium-oxid (Al2O3) szemcsékből áll, ezek mérete a 0,1 mikrométer nagyságrendjébe esik, ami körülbelül az emberi hajszál átmérőjének ezred része.
![]()
Egy pulzáló vörös óriás felépítése az S Ori interferometrikus megfigyelései alapján. A csillag környezete három fontos rétegből áll: egy molekulaburok (a belső vörös színnel jelzett réteg), egy porburok (a külső vörös színű réteg), illetve egy mézeremissziót kibocsátó burok (vörös és zöld foltok). A porburok legnagyobb részét alumínium-oxid szemcsék alkotják, míg a mézeremisszióért az SiO molekula felelős. (Forrás: ESO)
Forrás: ESO 25/07 - Science Release
