eso2010hu — Tudományos közlemények

Kozmikus rejtély: az ESO teleszkópja lencsevégre kapott egy éppen eltűnő nagy tömegű csillagot

2020. június 30.

Az Európai Déli Obszervatórium Nagyon Nagy Távcsövét (VLT) használva arra lettek figyelmesek a csillagászok, hogy az egyik törpegalaxisban egy instabil, nagy tömegű csillagnak csak hűlt helyét találták. A tudósok szerint ez arra utalhat, hogy a csillag halványabb lett, és részben por takarja el. Egy másik lehetséges magyarázat, hogy a csillag fekete lyukká zuhant össze anélkül, hogy szupernóvaként felrobbant volna. „Amennyiben ez a feltételezés igaz” – mondja a kutatást végző csoport vezetője, Andrew Allan, a Trinity College Dublin (Írország) PhD-hallgatója – „ez lenne az első közvetlen észlelés arra, hogy ily módon ér véget egy ilyen óriási csillag élete.”

2001 és 2011 között számos kutatócsoport tanulmányozta azt a titokzatos nagy tömegű csillagot, amely a Kinman törpegalaxisban található, és a megfigyeléseik arra utaltak, hogy a fejlődésének kései fázisában jár. Allan és az Írországból, Chiléből és az USA-ból származó munkatársai szerettek volna még többet megtudni arról, hogy miként ér véget a nagyon nagy tömegű csillagok élete, és a Kinman törpegalaxisban található csillag jó alanynak tűnt ennek a tanulmányozására. Ám amikor az ESO VLT távcsövét a távoli galaxisra irányították még 2019-ben, csak a csillag hűlt helyét találták. „Nagyon meglepődtünk, amikor rájöttünk, hogy a csillag eltűnt.” – mondja a kutatást vezető Allan. Eredményeik ma jelentek meg a Monthly Notices of the Royal Astronomical Society folyóiratban.

A Kinman törpegalaxis az Vízöntő csillagképben található, tőlünk mintegy 75 millió fényévre. Túl messze van ahhoz, hogy minden egyes csillagát tanulmányozni tudják a csillagászok, de néhányukról használható jel detektálható. 2001 és 2011 között végzett észleléseik arra utaltak, hogy a galaxis olyan ún. fényes kék változócsillagot tartalmaz, amely közel 2,5 milliószor fényesebb a Napunknál. Az ilyen típusú csillagok meglehetősen instabilak, a fényességükben és a színképükben is olykor drámai változások történnek. Mindezen változások ellenére ezek a fényes kék változók olyan jellemző nyomokat mutatnak, amelyek alapján a tudósok azonosítani tudják ezeket. Azonban kutatócsoport a 2019-ben gyűjtött adatokban nem talált ilyen jelet, ami azt a kérdést vetette fel bennük, hogy vajon mi történhetett a csillaggal. „Meglehetősen szokatlan lenne, ha egy ekkora tömegű csillag csak úgy eltűnik anélkül, hogy szupernóvaként felrobbanna.”– mondja Allan.

A kutatócsoport először az ESPRESSO műszert fordította a csillag felé még 2019 augusztusában, és ezzel egyidejűleg a VLT 8 méteres teleszkópjait is. Ám így sem találtak a korábban még fényes csillag jelenlétére utaló jelet. Néhány hónappal később a csoport az ESO VLT X-shooter műszerét vetette be, de így sem találták semmi jelét a csillagnak.

„Talán a lokális Világegyetem legnagyob tömegű csillagának lassú kimúlását észleltük.” – mondja a kutatócsoport egyik tagja Jose Grosh (Trinity College Dublin). „A felfedezésünk nem valósult volna meg, ha nincsenek az ESO 8 méteres teleszkópjai és az azokon lévő egyedülálló műszerek, valamint az azonnali hozzáférés ezekhez annak köszönhetően, hogy Írország csatlakozott az ESO-hoz.”  Írország még 2018 szeptemberében vált ESO tagállamává.

A csoport ezután azokra a korábbi adatokra fordította a figyelmét, amelyeket az ESO VLT-n található X-shooter és UVES műszerekkel, valamint más távcsövekkel kaptak: „Az ESO Archívum lehetővé tette, hogy megtaláljuk és felhasználjuk az erről az objektumról 2002 és 2009 között készített méréseket.” – mondja Andrea Mehner, aki az ESO csillagásza, és szintén részt vett a kutatásban. „A 2002-ben a nagy felbontású UVES spektrográffal készített és a 2019-ben az ESO legújabb nagy felbontású spektrográfjával, az ESPRESSO-val készített spektrumok összehasonlítása sokatmondó volt mind csillagászati, mind műszertechnikai szempontból.”

A korábbi adatok azt mutatják, hogy a Kinman törpegalaxisban található csillag egy erős kitöréses perióduson ment keresztül, amely valószínűleg valamikor 2011 után ért véget. A fényes kék csillagok, mint ez is, hajlamosak arra, hogy hatalmas kitöréseket produkáljanak az életük folyamán, amely ahhoz vezet, hogy a tömegvesztési rátájuk  kicsúcsosodik, és a fényességük drámaian megnő.

A méréseik és a modellek alapján kétféle magyarázattal álltak elő a csillag eltűnésére és a szupernóva hiányára, mindkettőnek köze van ehhez a lehetséges kitöréshez. A kitörés során lehet, hogy ez a fényes kék csillag elhalványult, és részben talán por is eltakarja. A másik lehetőség szerintük, hogy fekete lyukká zuhant össze anélkül, hogy szupernóvaként felrobbant volna. Ez meglehetősen ritka esemény lenne annak alapján, amit jelenleg tudunk a nagy tömegű csillagok haláláról, hiszen többségük szupernóvaként fejezi be életét.

Még további vizsgálatokra lesz szükség a jövőben, hogy megtudjuk mi is lett ennek a csillagnak a sorsa. A tervek szerint 2025-ben megkezdi méréseit az ESO Extrém Nagy Távcsöve (ELT), amely képes lesz majd felbontani a csillagokat távoli galaxisokban, így a Kinman törpegalaxisban is, és ezzel elősegítheti, hogy ezt és ehhez hasonló a kozmikus titkokat megfejtsük.

További információ

Ez a kutatás a követekező címen jelent meg a Monthly Notices of the Royal Astronomical Society folyóirat mai számában: „Egy nagy tömegű csillag lehetséges eltűnése a fémszegény PHL293B galaxisban.”

A kutatócsoport tagjai: Andrew Allan (School of Physics, Trinity College Dublin, Ireland [TCD]), Jose J. Groh (TCD), Andrea Mehner (European Southern Observatory, Chile), Nathan Smith (Steward Observatory, University of Arizona, USA [Steward Observatory]), Ioanna Boian (TCD), Eoin Farrell (TCD), Jennifer E. Andrews (Steward Observatory).

Az ESO a legfontosabb kormányközi csillagászati szervezet Európában, és messze a legeredményesebb földfelszíni csillagászati obszervatórium az egész világon. Tizenhat tagország támogatja: Ausztria, Belgium, Csehország, Dánia, az Egyesült Királyság, Finnország, Franciaország, Hollandia, Írország, Lengyelország, Németország, Olaszország, Portugália, Spanyolország, Svájc és Svédország. Ezt a sort egészíti ki az ESO obszervatóriumainak befogadóországaként Chile, valamint stratégiai partnerként Ausztrália. Az ESO ambiciózus programja hatékony földi megfigyelő műszerek tervezésére, kivitelezésére és működtetésére fókuszál, lehetővé téve a csillagászoknak, hogy fontos tudományos felfedezéseket tegyenek. Az ESO vezető szerepet játszik csillagászati együttműködések elősegítésében és szervezésében. Az ESO három világszínvonalú megfigyelő helyet tart fenn Chilében. Ezek: La Silla, Paranal és Chajnantor. Paranalon üzemel a Nagyon Nagy Teleszkóp (VLT), a világ legkorszerűbb látható hullámhosszakon üzemelő csillagászati obszervatóriuma, és két égboltfelmérő távcső. A világ legnagyobb égboltfelmérő teleszkópja, a VISTA az infravörös hullámhossztartományban működik, míg a VLT Égboltfelmérő Távcső az optikai hullámhosszak legnagyobb dedikált égboltfelmérő műszere. Az ESO vezető résztvevő az ALMA-együttműködésben, ami jelenleg a legnagyobb létező csillagászati projekt. Mindezeken túl épül már a Paranalhoz közeli Cerro Armazones tetején az ESO 39-méteres Rendkívül Nagy Távcsöve (ELT) is. Ez lesz a világ „égre néző legnagyobb szeme”.

Linkek

• A tudományos publikáció
• Fotók a VLT-ről
• Kutatóknak: van egy érdekes története? Csináljunk belőle ESO-bejelentést!

Kapcsolat

Andrew Allan
Trinity College Dublin
Dublin, Ireland
Telefon: +353 872921396
E-mail: allana@tcd.ie

Jose H. Groh
Trinity College Dublin
Dublin, Ireland
E-mail: jose.groh@tcd.ie

Andrea Mehner
European Southern Observatory
Santiago, Chile
E-mail: amehner@eso.org

Bárbara Ferreira
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Telefon: +49 89 3200 6670
Mobil: +49 151 241 664 00
E-mail: pio@eso.org

Connect with ESO on social media

Ez az ESO eso2010 sz. sajtóközleményének fordítása