2009.06.08. - Barátságtalan környezetben is normális csillagcsalád

A Tejútrendszerünk centrumában található szupernehéz fekete lyuk közelében is hasonló a csillagkeletkezési folyamatok végeredménye, mint a Galaxis nyugodtabb térségeiben.

A körülbelül ezer darab nagytömegű, 2,5 millió évesnél is fiatalabb csillagból álló Arches- (Ívek) halmazról az ESO VLT távcsőegyüttesének adaptív optikás NACO műszerével rögzítettek minden eddiginél élesebb képeket. A 25 ezer fényév távolságban, közvetlenül a Galaxis középpontjának közelében található sűrű halmaz a Sagittarius csillagképben figyelhető meg, de elnevezése nem annak angol nevéből (Archer) származik, hanem a centrum rádiótérképein azonosított filamentek (szálak, ívek) alapján kapta. Maga a halmaz ideális laboratórium annak tanulmányozására, hogy hogyan keletkeznek a nagytömegű csillagok olyan extrém körülmények között, mint amik a Tejútrendszer magjának közelében uralkodnak, ahol egyszerre kell megküzdeni a csillagoktól és a gáztól, illetve a szupernehéz fekete lyuktól eredő ellentétes hatásokkal. Az Arches-halmaz tízszer nagyobb tömegű, mint a Galaxis egyéb fiatal csillaghalmazai, s gazdag a hidrogénnél és héliumnál nehezebb - a csillagászati terminológiában fémeknek nevezett - elemekben.

Az ESO VLT távcsőrendszerén működő NACO adaptív optikás műszerrel rögzített infravörös felvételek (J, H és K szűrők) alapján számítógéppel előállított kép az Arches-halmazról. A látómező mérete 28 ívmásodperc. A csillagok képe egy fényes magból és az azt körülölelő diffúz halvány halóból tevődik össze, ami tipikus adaptív optikás felvételek esetén. A haló a csillag sugárzása azon részének a leképeződése, amit a földi légkör hatásait ellentételezni hivatott rendszer nem tudott teljesen korrigálni.
[ESO/P. Espinoza]

A NACO adaptív optikai rendszerének köszönhetően a földi légkör zavaró hatását olyan jól sikerült kiküszöbölni, hogy a csillaghalmazról jobb képet kaptak, mint az űrben keringő teleszkópokkal. Az Arches észlelése azonban az atmoszférikus torzítás korrigálása mellett is eléggé nagy kihívás a Galaxis centrumának irányában elhelyezkedő vastag porfelhők látható tartománybeli sugárzást gyengítő, illetve elnyelő hatása miatt. Ezen a problémán segítenek a közeli infravörösben végzett megfigyelések.

A Tejútrendszer centruma az DSS2 felmérés optikai felvételén. Az Arches-halmaz pozíciója a kép közepén van, de csillagai vastag porfelhők takarásában rejtőznek. A fényes csillag a kép felső részén a 3 Sagittarii, míg a baloldalon lent látható csillaghalmaz az NGC 6451.
[ESO, Digitized Sky Survey 2 & S. Guisard]

Az új eredmények szerint az Arches valóban a legsűrűbb, fiatal csillagokból álló ismert csillaghalmaz. Átmérője körülbelül 3 fényév, s a csillagok köbfényévenkénti számsűrűsége az ezret is meghaladja, ami milliószorosa a Nap szomszédsága csillagsűrűségének. A kutatók azt találták, hogy a nagytömegű csillagok ritkábbak a halmazban, mint a kisebb tömegűek, az arány pedig ugyanaz, mint a Galaxis más tartományaiban. Pablo Espinoza (Stewart Observatory, University of Arizona), a kutatás vezetője szerint ugyan joggal gondolhattuk volna, hogy az Arches környezetében uralkodó extrém körülmények következtében a halmazban a csillagok nem ugyanolyan módon keletkeznek, mint a Naprendszer sokkal "csendesebb" szomszédságában, de kiderült, hogy az Arches sem kivétel, s e tekintetben nem különbözik a többi fiatal halmaztól.

Az észlelések alapján tanulmányozhatók a halmaz legfényesebb csillagai is. A kutatócsoport egyik tagja, Fernando Selman (ESO) szerint a halmaz legnagyobb csillagának tömege a Napénak 120-szorosa, ami azt jelenti, hogy ha voltak is 130 naptömeget meghaladó méretű csillagok a halmazban, azok csak 2,5 millió évnél rövidebb ideig léteztek, s pályafutásukat szupernóvaként fejezték be. A halmaz össztömege egyébként 30 ezer naptömeg körüli, sokkal nagyobb, mint korábban gondolták.

Az eredményeket részletező szakcikk az Astronomy & Astrophysics c. folyóiratban fog megjelenni.

Forrás:

• ESO 21/09 - Science Release
• arXiv:0903.2222v2 [astro-ph.GA]