2013.03.05. - Zsúfolt csillaghalmazok esete a gravitációval

A Hubble űrteleszkóppal végzett megfigyelések alapján a kettősök eloszlása zsúfolt környezetben, például egy fiatal nyílthalmazban, nem magyarázható pusztán csak a gravitáció figyelembe vételével.

Richard de Grijs (Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics, Peking University) és munkatársai a Tejútrendszer egyik kísérőgalaxisában, a Nagy Magellán-felhőben található NGC 1818 katalógusjelű nyílthalmazt vizsgálták a Hubble űrteleszkóp felvételei alapján és azt találták, hogy a halmaz külső részein több a kettőscsillag, mint a centruma környékén, ez pedig éppen ellentétes a várakozásokkal. A kettősök meglepő eloszlásának oka valószínűleg a sűrű csillagmezőben mozgó objektumok közötti komplex kölcsönhatásokban keresendő.

Az elképzelések szerint a zsúfolt csillaghalmazokban fennálló, dinamikailag bonyolult viszonyok miatt a nagyobb és a kisebb tömegű csillagok közötti kölcsönhatás következtében az utóbbiak kidobódnak a halmazból, előbbiek pedig az interakció során elszenvedett energiaveszteség miatt a halmaz gravitációs terének hatására a centrum felé mozognak. A tömegszegregációnak nevezett folyamat eredményeként a nagytömegű csillagok a halmaz középpontja körül sűrűsödnek, míg a kisebbek energiát nyerve a magtól nagyobb távolságú pályákra térnek. Az NGC 1818 esetében azonban ennél sokkal bonyolultabb struktúrával szembesültek a KIAA kutatói.

A Hubble űrteleszkóp felvétele a Nagy Magellán-felhőben található NGC 1818 katalógusjelű nyílthalmazról. Amint az inzert is mutatja, a KIAA kutatóinak eredménye alapján a halmaz külső régióiban meglepő módon több a kettős, mint a belső területeken.
[Peking University]

A halmazokban a legtöbb csillag valójában nem magányos, hanem kettős rendszer tagja. Ezek egy részében a komponensek olyan közel vannak egymáshoz, hogy a gravitáción kívül egyéb kölcsönhatások is felléphetnek közöttük, melyek esetenként a rendszer felbomlásához is vezethetnek, de megtörténhetnek rendszerek közötti partnercserék is. Mivel a kettőscsillagok átlagos tömege nagyobb az egyedülálló csillagokénál, a kutatók úgy gondolták, hogy a tömegszegregációs folyamat a kettősök esetében is működik.

A meglepő felfedezés, miszerint több kettős található a halmaz perifériáján, mint a centrumában, arra a következtetésre vezette de Grijs csapatát, hogy a tág kettősök, melyekben a komponensek egymástól távol keringenek, a halmaz centrumának közelében felbomlottak más csillagok megközelítése következtében. Velük ellentétben a szoros kettősök a teljes halmazban jóval nagyobb arányban élték túl az ilyen találkozásokat, így ez lehet az oka annak, hogy a külső régiókban több a kettőscsillag, mint a belső területeken.

de Grijs és kollégáinak munkája az első, ami zsúfolt és nagyon fiatal - az NGC 1818 becsült kora 15-30 millió év - halmaz csillagai radiális eloszlásának feltérképezését célozta. Ennek fő oka, hogy a közelünkben a Tejútrendszerben nincs kellően sűrű és fiatal nyílthalmaz, a távoliak tanulmányozását pedig nyilván technikai problémák nehezítik.

Az eredményeket részletező szakcikk az Astrophysical Journal c. folyóiratban jelent meg.

Forrás:

• ScienceDaily 2013.02.20.