A Napunkhoz hasonló csillagok fehér törpeként fejezik be életüket. Néhányukat ún. planetáris köd vesz körül, ami valójában a haldokló csillag által ledobott gáz. A Tübingeni Egyetem Csillagászati és Asztrofizikai Intézetének professzora, Klaus Werner által vezetett nemzetközi kutatócsoport most először vizsgálta egy nyílthalmazban elhelyezkedő planetáris köd központi csillagát. A kutatóknak sikerült meghatározniuk a központi csillag által elveszített anyag pontos tömegét.

A Tejútrendszerben több mint ezer nyílthalmaz található. Mindegyikük több száz vagy ezer csillagból áll, amelyek egy időben keletkeztek egy sűrű gáz- és porfelhőből. „A halmazban lévő csillagok egyidősek, amelynek különleges jelentősége van az asztrofizika szempontjából” – nyilatkozta Klaus Werner. Csak a tömegük különbözik egymástól. „Minél nagyobb egy csillag, annál gyorsabban fogyasztja el nukleáris üzemanyagát a hidrogén-hélium fúzióval. Így rövidebb az élettartama, és gyorsabban fejlődik fehér törpévé” – magyarázta.

„Egy csillaghalmaz megfigyelése olyan, mintha egy pillanatfelvételt készítenénk, a különböző tömegű csillagok azonos korú fejlődését mutatja” – mondja Werner. „A csillagászatban a csillaghalmazok egyfajta laboratóriumként használhatók, ahol meg tudjuk mérni, mennyire megbízhatóak a csillagfejlődésre vonatkozó elméleteink.” A csillagfejlődés elméletének egyik legnagyobb bizonytalansága az, hogy mennyi anyagot veszít a csillag életútja során. Ez a tömegveszteség jelentős mértékű. „Az olyan csillagok, mint a Napunk, tömegüknek alig felét veszítik el, mire fehér törpévé fejlődnek. A Napnál nyolcszor nagyobb tömegű csillagok azonban tömegük mintegy 80 százalékát veszítik el” – mondta az asztrofizikus. A csillagok születési tömege és a fehér törpévé alakulás tömege közötti összefüggést a csillagászat kezdeti-végső tömegviszonyként ismeri.

Werner szerint a csillaghalmazokban található fehér törpék tömege közvetlenül összefügghet a születésükkor meglévő tömeggel. A nagyon fiatal fehér törpék adatai különösen értékesek, mivel ezek a planetáris ködök központi csillagai. Jelenleg három csillaghalmazt ismerünk, amelyben van ismert planetáris köd. „Központi csillagaikat azonban eddig még nem vizsgálták, mivel mindegyik nagyon távoli és halvány” – mondta Werner.

A Messier 37 nyílt csillaghalmazban található planetáris köd. A halmaz több száz csillagot tartalmaz. A pillangó alakú köd a vörösen világító hidrogéngáz miatt látható.

A kutatócsoport a világ egyik legnagyobb távcsövét, a La Palma Kanári-szigetén található tízméteres GRANTECAN távcsövet használta a Messier 37 csillaghalmazban található központi csillag vizsgálatára, és elemezte annak színképét. A csillag tömegét 0,85 naptömegnek határozták meg, amely nagyobb, mint a fehér törpék átlagos tömege (0,61 naptömeg). Izokron-illesztéssel meghatározták a csillag eredeti tömegét, amelyre 2,8 naptömeget kaptak. „Tehát a csillag az anyagának 70 százalékát vesztette el élete során” – magyarázta Werner. A csillag másik sajátossága a különleges kémiai összetétele. A csillag felszínén nem volt hidrogén, Werner szerint ez egy szokatlan eseményre utal, a közelmúltban a magfúzió rövid fellángolására.

A csillaghalmaz képének nagyítása a halvány központi csillagot mutatja (zöld körrel jelölve). A képet több mint 3,5 napon át készítette Peter Goodhew amatőrcsillagász, a tanulmány társszerzője.

Werner szerint az asztrofizikában alapvető fontosságú a kezdeti-végső tömegviszony pontos meghatározása. Meghatározza, hogy egy csillag fehér törpévé vagy neutroncsillaggá válik-e, vagy egy szupernóva-robbanás során akár egy fekete lyuk marad belőle. Werner azonban rámutatott, hogy „a kilökött anyagból csillagok új generációi jönnek létre, amelyek nukleáris reakciók termékeiként nehéz elemekben gazdagodnak. Ezen múlik a galaxisok és végső soron az egész univerzum kémiai evolúciója.”

Forrás: University of Tübingen