2010.03.25. - Évszázados rejtélyt old meg a megszelidített óriás?

Új, illetve archív infravörös és szintén régebbi ultraibolya adatok segítségével sikerült modellezni az ε Aurigae spektrális energiaeloszlását, ami a kettős évszázados rejtélyéről is fellibbentheti a fátylat.

Az ε Aurigae egy speciális, 27 éves keringési periódussal rendelkező fedési kettős, amelyben - legalábbis az eddigi elképzelések szerint - egy F színképtípusú szuperóriás csillag körül kering valami sötét objektum, de a kettős valódi természete közel egy évszázada rejtély. Az aktuális, éppen most zajló, majdnem két évig tartó fedést szinte a teljes modern csillagászati műszerpark követi. Az általuk rögzített adatok alapján a tavaly december végén véget ért első fedési fázis, a fénygörbe minimumáig tartó leszálló ág már most láthatóan érdekes eredményekkel szolgált.

Donald Hoard (Spitzer Science Center) és két munkatársa a Spitzer Űrteleszkóp IAC (Infrared Array Camera) műszerével rögzített új infravörös, illetve archív infravörös és szintén régebbi ultraibolya adatok alapján sikerrel modellezték az objektum spektrális energiaeloszlását (SED, spectral energy distribution) a 0,1 μm és a 100 μm közötti, azaz három nagyságrendet átfogó hullámhossztartományban. Az új eredmények azonban teljes mértékben átformálhatják a rendszerről alkotott eddigi - eléggé bizonytalan - képet, s ezzel megoldhatják az évszázados rejtélyt. Az észlelt SED ugyanis teljesen jól reprodukálható egy három komponensből álló modellel, melyben a legnagyobb újdonság az, hogy a maximumban domináló, eddig körülbelül 20 naptömegűnek gondolt objektum valójában egy ún. poszt-AGB csillag, ami a vörös óriáságról éppen elfejlődik a fehér törpék irányába, s bár közben egy F színképtípusú nagytömegű szuperóriásnak mutatja magát, valódi tömege mégis csak 2 naptömeg, vagy még annál is kevesebb.

Az ε Aurigae spektrális energiaeloszlásának új modellje. A sárga/narancssárga színnel jelölt új Spitzer-adatok segítségével sikerült egy széles hullámhossz-tartomány mérési adatait egyetlen modellel illeszteni. Az ultraibolya tartománybeli észleléseket kék, míg a látható tartománybeli adatokat világossárga/zöld színek jelölik. A SED kék színnel jelölt ultraibolya részét egy B színképtípusú csillag sugárzása, míg az optikai/közeli infravörös tartományt egy F színképtípusú komponens dominálja. A távoli infravörös tartományban a B komponenst övező porkorong sugárzása is jelentős hozzájárulást ad.
[NASA/JPL-Caltech]

Az új modell szerint a kettős másik komponense egy 6 naptömeg körüli B5 színképtípusú csillag, ezt pedig egy geometriailag ugyan vastag, de részben átlátszó, porból - és talán némi gázból - álló korong övezi. A Hipparcos parallaxisból származtatott 625 parszek távolsággal normált modell alapján az F komponens sugara a Napénak 130-140-szerese, ez pedig teljesen összhangban áll az interferometriai észlelésekből származó értékkel. A 3,8 csillagászati egységnyi külső mérettel és 0,95 csillagászati egységnyi vastagsággal bíró, 500-600 K hőmérsékletű porkorongra i=87°-nál is nagyobb szög alatt látunk rá, azaz a korong "síkja" majdnem a látóirányunkba esik. A fedés optikai-infravörös tartománybeli lefolyása, illetve a széles poremissziós sávok hiánya a Spitzer korábbi infravörös adataiban azt jelzik, hogy korongot alkotó porrészecskék méretének 10 μm-nél is nagyobbnak kell lenni. A korong tömege az elképzelések szerint még akkor is jóval kisebb 1 naptömegnél, ha egy gázkomponens jelenlétét is feltételezzük.

Fantáziarajz az ε Aurigae rendszerről. A kettős egy F és egy B színképtípusú komponensből áll, utóbbit pedig egy vastag, de részben átlátszó porkorong övezi. Az új modell szerint az F komponens, amit eddig egy körülbelül 20 naptömegű szuperóriásnak gondoltak, valójában egy jóval kisebb, jelentős tömeget vesztett haldokló csillag.
[NASA/JPL-Caltech]

Ha a fentebb vázolt új szcenárió helytálló, akkor csillagászati értelemben nagyon rövid időn (évezredeken) belül planetáris köd tűnik fel az addigra összehúzódott és felforrósodott központi csillag körül. Az ilyen asztrofizikai háttér magyarázatot ad arra, hogy honnan kerül egy sötét porburok a látszó főkomponenssel kettős rendszert alkotó B típusú kísérő köré: ezt valószínűleg a vörös óriáságon dobta le magáról a poszt-AGB komponens.

Az eredményeket részletező szakcikk az Astrophysical Journal c. folyóiratban fog megjelenni.

Forrás:

• arXiv:1003.3694v1 [astro-ph.SR]