2015.09.25. - Új módszer a galaktikus centrum csillagainak felfedésére?

Amerikai kutatók felvetették, hogy a galaktikus centrum szuperszonikus sebességgel mozgó csillagai által keltett lökéshullámfrontok rádiósugárzása is használható lehet az optikai tartományban láthatatlan terület felderítésére.

A Tejútrendszer centruma titokzatos hely. Nem csak több tízezer fényéves távolsága miatt, de azért is, mert a legtöbb ott keringő csillagot sűrű porfelhők takarják el előlünk, így azok az optikai tartományban nem is láthatók, információt csak az infravörös vagy a rádiótartományban szerezhetünk róluk. A Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) kutatói Idan Ginsburg vezetésével úgy gondolják, hogy a szuperszonikus sebességgel mozgó csillagok rádiósugárzásának detektálásával olyan objektumokat is felfedhetnek, amelyeket eddig még senki sem "látott".

A Galaxis középpontjától a Földig vezető út annyira poros, hogy a centrumból induló optikai tartománybeli fotonok közül ezer milliárdból csak egy éri el a távcsöveinket. A rádiótartomány jóval kisebb energiájú, így sokkal nagyobb hullámhosszúságú fotonjai azonban szinte akadálytalanul hatolhatnak át a porfelhőkön. Sajnos a csillagok saját rádiósugárzása gyenge ahhoz, hogy ekkora távolságból az alapján közvetlenül is detektálhassuk a centrum objektumait. Rögtön más lesz a helyzet azonban, ha egy csillag gyorsabban mozog, mint a környező intersztelláris közegben érvényes hangsebesség. Ilyenkor ugyanis az égitestről csillagszél formájában távozó anyag a csillagközi gázba ütközve lökéshullámot generál. A lökéshullám által felgyorsított elektronok rádiótartományba eső ún. szinkrotronsugárzása pedig már jó eséllyel detektálható. Ginsburg szerint ebben az értelemben a szuperszonikus repülőgépek által okozott hangrobbanás kozmikus megfelelőjét keressük.

A NASA Spitzer-űrtávcső által a ζ Ophiuchi környezetéről az infravörös tartományban rögzített felvételen jól látható a gyorsan mozgó égitestről kiáramló csillagszél és az intersztelláris anyag kölcsönhatása következtében létrejött lökéshullámfront és annak szerkezete. A rádiótartományban hasonló folyamat eredményeként szerezhetünk több információt a galaktikus centrum rejtőzködő csillagairól is.
[NASA/JPL-Caltech]

A lökéshullám létrehozásához a csillagnak több ezer km/s-os sebességgel kell mozognia a környező intersztelláris közeghez képest. A galaktikus centrum csillagai esetében ez nem elérhetetlenül nagy érték, mivel azok a Tejútrendszer középpontjában elhelyezkedő szupernagy tömegű fekete lyuk rendkívül erős gravitációs terében mozognak, és a pályájuk fekete lyukhoz legközelebbi pontján könnyen felgyorsulhatnak ekkora sebességre.

A kutatók azt javasolják, hogy a már ismert, S2 jelű csillag esetében próbáljuk meg a rádiósugárzás detektálását. Az S2, amely elég forró és fényes, hogy a rengeteg por ellenére is megfigyelhető legyen az infravörös tartományban, 2017 végén vagy 2018 elején fogja elérni pályájának a központi fekete lyukhoz legközelebbi pontját. Amikor ez bekövetkezik, a rádiócsillagászok megpróbálkozhatnak a lökéshullám rádióemissziójának detektálásával. A kutatócsoport egyik tagja, Avi Loeb (CfA) szerint az S2 lehet a lakmuszpapír: ha a lökéshullámfrontja látszik a rádiótartományban, akkor a módszer talán kisebb és halványabb csillagok esetében is működhet, így sok újdonságra derülhet fény a galaktikus centrumban.

Az eredményeket részletező szakcikk a Monthly Notices of the Royal Astronomical Society c. folyóiratban fog megjelenni.

Forrás:

• ScienceDaily 2015.09.22.