2016.04.26. - Oda nem illő csillagokat találtak a galaktikus dudorban

Egy nemzetközi kutatócsoport közel ezer RR Lyrae típusú, nagyon öreg csillagot talált a Galaxis központi részének kétezer fényév sugarú környezetében, amelyek másképp mozognak, mint a galaktikus dudor többi objektuma.

Az Andrea Kunder (Leibniz Institute for Astrophysics, AI Potsdam) által vezetett nemzetközi csapatnak elsőként sikerült kinematikailag szétválasztania az ősi csillagokból álló csoportot a Tejútrendszer centrumát jelenleg uraló csillagpopulációtól. A kutatók az ausztráliai Siding Spring Obszervatórium AAT (Anglo Australian Telescope) távcsövén üzemelő AAOmega spektrográfot használták, figyelmüket pedig a jól ismert öreg csillagokra, az RR Lyrae típusú változókra fókuszálták. Ezek a csillagok nagyságrendileg 1 napos periódussal pulzálnak, az ennek következtében fellépő jellegzetes fényváltozásuk miatt pedig ún. "sztenderd gyertyák", azaz jól használhatók a kozmikus távolságmérésben. Ezidáig csak 10 milliárd évnél idősebb csillagpopulációkban azonosítottak RR Lyrae csillagokat, például a galaktikus haló ősi gömbhalmazaiban. Kunder és kollégái az AAOmega multiobjektum-spektrográffal egyszerre több száz csillag radiális sebességét mérték meg a Sagittarius csillagképben, mégpedig négy, a telihold méreténél nagyobb égboltterületen. Koruk miatt ezen csillagok segítségével bepillantást nyerhetünk a Tejútrendszer kialakulásakor uralkodó viszonyokba.

A galaxisokban több csillaggeneráció létezik párhuzamosan. Mivel a hidrogénnél és a héliumnál nehezebb, a csillagászati terminológiában egyszerűen csak fémeknek nevezett kémiai elemek a csillagok belsejében zajló termonukleáris reakciók eredményeként jönnek létre, az egymást követő csillaggenerációk fémekben egyre gazdagabbak, hiszen az újabbak csillagai a korábbi generációk tagjai által fémekkel "szennyezett" anyagból alakulnak ki. Azt várjuk tehát, hogy a Tejútrendszer legősibb csillagai fémekben nagyon szegények. A Galaxis központi vidékének nagy részét jelenleg fémgazdag csillagok dominálják, amelyek fémtartalma nagyjából megegyezik a Napéval, és egy amerikai focilabdáéhoz hasonló, "küllőnek" nevezett elnyúlt alakzatban oszlanak el a galaktikus centrum körül. A küllő fémekben gazdag csillagai megegyező irányban keringenek a Tejútrendszer középpontja körül, és a Galaxisban található hidrogéngáz rotációja is ennek megfelelő, ezért megalapozottan gondolhattuk azt, hogy a centrum minden csillaga ugyanígy rotál.

A WISE műhold felvételeiből összeállított kép a Tejútrendszer korongját mutatja az infravörös tartományban. A dudor a többi résztől jól elkülöníthető, elnyúlt ellipszoidhoz hasonló alakzat, amelynek objektumai a galaktikus centrum körül hengerszimmetrikus módon rotálnak. A kinematikai úton most felfedezett ősi populáció, amelynek tömege a dudorének körülbelül 1%-át teszi ki, nem követi ezt a típusú forgást. A csoportba valószínűleg a Tejútrendszer legidősebb csillagai tartoznak.
[NOAO/AURA/NSF/AIP/A. Kunder]

Az RR Lyrae csillagok galaktikus mozgásából adódó radiális sebességeinek meghatározását nehezíti a pulzáció okozta radiálissebesség-változás, amelynek periódusa nagyságrendileg a már említett 1 nap. Ennek figyelembe vételével Kunder és munkatársai kimutatták, hogy a vizsgált RR Lyrae-k mozgásának sebességdiszperziója nagyon nagy a Galaxis centrumának többi csillagáéhoz képest. Az RR Lyrae csillagok tehát nem követik a focilabda alakú pályákat, mozgásuk sokkal inkább tűnik véletlenszerűnek, ami arra utal, hogy a Tejútrendszer centrumától nagy távolságban keletkezhettek. A kinematikai vizsgálat utáni következő lépés az RR Lyrae-populáció fémtartalmának pontos meghatározása lesz, amely további információkkal szolgálhat a csillagok származásáról és történetéről, illetve 3-4-szeresére növelheti a minta elemszámát, ami Kunderék kutatásában 947 volt.

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

Forrás:

• ScienceDaily 2016.02.22.