2013.04.02. - Ti­tán-oxi­do­kat de­tek­tál­tak a leg­na­gyobb csil­lag ki­ter­jedt lég­kö­ré­ben

Egy nem­zet­kö­zi ku­ta­tó­cso­port ti­tán-oxid és ti­tán-di­o­xid mo­le­ku­lá­kat de­tek­tált a ma is­mert leg­na­gyobb csil­lag, a VY CMa ki­ter­jedt lég­kö­ré­ben. Az éle­te vé­gén já­ró óri­ás mé­re­te kö­zel ezer­öt­száz­szo­ro­sa a Na­pé­nak.

A Nagy Ku­tya csil­lag­kép­ben lát­ha­tó, fej­lő­dé­se vég­ső fá­zi­sa­i­ban já­ró VY CMa az egyik leg­na­gyobb is­mert csil­lag, mé­re­te a Na­pé­nak 1-2 ezer­sze­re­se. Ha csil­la­gunk he­lyé­be kép­zel­jük, ak­kor kül­ső ré­szei egé­szen a Sza­tur­nusz pá­lyá­já­ig ér­né­nek. Fo­lya­ma­to­san nagy mennyi­sé­gű anya­got bo­csát ki ma­gá­ból, ami egy köd for­má­já­ban fi­gyel­he­tő meg kö­rü­löt­te, mi­vel az azt al­ko­tó ki­csiny por­ré­szecs­kék ref­lek­tál­ják a csil­lag fé­nyét. Bár a kö­döt a ki­áram­ló csil­lag­szél hoz­ta lét­re, nem tisz­tá­zott, hogy alak­ja mi­ért tér el annyi­ra a gömb­szim­met­ri­kus­tól és az sem vi­lá­gos, hogy mi­lyen fi­zi­kai fo­lya­mat fúj­ja a csil­lag­sze­let, az­az mi okoz­za a csil­lag kül­ső ré­te­ge­i­nek tá­gu­lá­sát. A VY CMa sor­sa a szu­per­nó­va-rob­ba­nás, azt azon­ban nem le­het tud­ni, hogy ez mi­kor kö­vet­ke­zik majd be.

A csil­lag kü­lön­le­ges tu­laj­don­sá­gai és a köd össze­tett szer­ke­ze­te mi­att szá­mos ta­nul­mány tár­gya, eb­be a sor­ba il­lesz­ke­dik a To­masz Ka­miński (Max Planck Ins­ti­tu­te for Ra­dio Ast­ro­nomy, MPI­fR) ál­tal ve­ze­tett ku­ta­tó­cso­port mun­ká­ja is, akik ame­ri­kai és fran­cia rá­dió­an­ten­na-rend­sze­re­ket hasz­nál­tak a csil­lag és kör­nye­ze­te szub­mil­li­mé­te­res su­gár­zá­sá­nak de­tek­tá­lá­sá­ra. Ez a hul­lám­hossz-tar­to­mány kü­lö­nö­sen al­kal­mas egy­sze­rű mo­le­ku­lák emisszi­ó­já­nak meg­fi­gye­lé­sé­re, így azok azo­no­sí­tá­sá­ra. A ku­ta­tás ered­mé­nye­ként a cso­port elő­ször de­tek­tál­ta a rá­dió­tar­to­mány­ban a ti­tán-oxid és a ti­tán-di­o­xid mo­le­ku­la nyo­ma­it, utób­bi ese­té­ben va­ló­já­ban az el­ső űr­bé­li azo­no­sí­tás­ról van szó. A Föl­dön a ti­tán-di­o­xid a fe­hér fes­té­kek egyik leg­fon­to­sabb alap­anya­ga, jól hasz­nál­ha­tó a nap­su­gár­zás el­le­ni vé­dő­ré­te­gek­ben, pél­dá­ul táv­cső­ku­po­lák ese­té­ben. Sőt, cu­kor­kák szí­ne­zé­sé­re szol­gá­ló étel­fes­té­kek össze­te­vő­je­ként (E171) va­ló­szí­nű­leg so­kan köz­vet­le­nül is ta­lál­koz­tak már ve­le. Koz­mi­kus mé­re­tek­ben a ti­tán-oxi­dok leg­na­gyobb elő­ál­lí­tói a leg­hi­de­gebb csil­la­gok. Az el­mé­let sze­rint a mo­le­ku­lák a csil­la­gok­hoz kö­zel, vi­szony­lag ma­gas hő­mér­sék­le­ten jön­nek lét­re, majd az op­ti­kai és az inf­ra­vö­rös tar­to­mány­ban de­tek­tál­ha­tó szem­csék­ké áll­nak össze. A ti­tán-di­o­xid ka­ta­li­zá­ló ha­tá­sa be­fo­lyá­sol­hat­ja a por­szem­csék fe­lü­le­tén zaj­ló azon ké­mi­ai re­ak­ci­ó­kat is, ame­lyek fon­to­sak a na­gyobb mo­le­ku­lák ki­ala­ku­lá­si fo­lya­ma­ta­i­ban.

Az egyik leg­na­gyobb is­mert csil­lag, a VY CMa ki­ter­jedt lég­kö­ré­ben szub­mil­li­mé­te­res meg­fi­gye­lé­sek alap­ján TiO és TiO₂ mo­le­ku­lá­kat de­tek­tál­tak. Utób­bi ese­té­ben ez az el­ső űr­bé­li azo­no­sí­tás.
[CDMS/T. Ka­miński; NA­SA/ESA and R. Humph­reys (Uni­ver­sity of Min­ne­so­ta)]

A ti­tán-oxid mo­le­ku­la lát­ha­tó tar­to­mány­ba eső ab­szorp­ci­ós vo­na­lai már több mint egy év­szá­za­da is­mer­tek, sőt az ala­csony fel­szí­ni hő­mér­sék­le­tű, M és S szín­kép­tí­pu­sú csil­la­gok spekt­rál­klasszi­fi­ká­ci­ó­já­ban alap­ve­tő fon­tos­sá­gú­ak, de pél­dá­ul a mi­ra tí­pu­sú vál­to­zók pul­zá­ci­ó­já­nak haj­tó­me­cha­niz­mu­sá­ról is azt gon­dol­ják, hogy az a ti­tán-oxid­dal van össze­füg­gés­ben.

Az új meg­fi­gye­lé­si ered­mé­nyek sze­rint a ti­tán-oxid és ti­tán-di­o­xid mo­le­ku­la a VY CMa kö­rül nagy­já­ból ott ke­let­ke­zik, ahol azt az el­mé­let jó­sol­ja. Úgy tű­nik azon­ban, hogy a mo­le­ku­lák egy ré­sze nem kon­den­zá­ló­dik por for­má­já­ban, ha­nem gáz­ként ész­lel­he­tő. El­kép­zel­he­tő vi­szont, hogy a lét­re­jött por­szem­csék a köd­ben a csil­lag­szél ré­szecs­ké­i­vel tör­té­nő üt­kö­zés mi­att szét­es­nek és a meg­fi­gyelt ti­tán-oxid gáz en­nek kö­vet­kez­té­ben sza­ba­dul fel.

A mo­le­ku­lák szub­mil­li­mé­te­res de­tek­tá­lá­sa a nyolc an­ten­ná­ból ál­ló SMA (Sub­mil­li­met­re Ar­ray, Ha­waii) rend­szer­rel tör­tént, a meg­erő­sí­tő mé­ré­se­ket pe­dig a Fra­cia-Al­pok­ban mű­kö­dő IRAM Pd­BI (Pla­teau de Bu­re In­ter­fe­ro­me­ter) in­ter­fe­ro­mé­ter­rel vé­gez­ték. Az azo­no­sí­tás kü­lö­nö­sen fon­tos a por ki­ala­ku­lá­si fo­lya­ma­tá­nak jobb meg­ér­té­se szem­pont­já­ból.

Az ered­mé­nye­ket rész­le­te­ző szak­cikk az Ast­ro­nomy & Ast­rophy­sics c. fo­lyó­irat­ban je­lent meg.

For­rás:

• Sci­en­ce­Da­ily 2013.03.27.