Egy fiatal csillag extrém erősségű kitörést produkált, amitől néhány órára több százszorosára fényesedett. A felfedezés betekintést nyújt a fiatal, napszerű csillagok életének korai szakaszába, és abba, hogy milyen hatással vannak újszülött bolygóik fejlődésére.

Művészi illusztráció egy közeli fiatal csillag, a HD 283572 flerjéről. (CfA/Melissa Weiss)

A Smithsonian Asztrofizikai Obszervatórium (SAO) kutatóinak vezetésével egy kutatócsoport az SMA szubmilliméteres tartományban érzékeny távcsőrendszerrel vizsgálta a HD 283572 jelű csillagot, ami 400 fényévre található tőlünk, és 40 százalékkal nagyobb a tömege, mint a Napé.

A HD 283572 kevesebb, mint 3 millió éves, így több mint ezerszer fiatalabb a Napnál. Éppen abban a korban van, amikor a földszerű bolygók kezdenek kialakulni egy csillag körül. A Joshua Bennett Lovell vezette kutatócsoport azt a porszerű anyagot kereste az SMA-val, ami bolygók kialakulásakor keletkezik, és gyenge, de észlelhető sugárzást bocsát ki az elektromágneses sugárzás milliméteres vagy rádiótartományában. Ehelyett azonban valami egészen mást találtak.

„Meglepve láttuk, hogy egy átlagos fiatal csillag szokatlanul fényes flert produkált.” – mondta Lovell. „Ezeken a hullámhosszokon ritkán észlelhetők flerek, és nem számítottunk másra, mint a bolygók kialakulását kísérő por halvány fényére.”

A csillagflerek akár több tízszeresére vagy százszorosára is növelhetik egy csillag fényességét a legkülönbözőbb hullámhossz-tartományokban. A csillagok forgása felgerjeszti a mágneses terüket, és olyan régiókat alakíthat ki a felszínükön, amelyek erősebb mágneses térrel rendelkeznek. Mint egy túl szorosan feltekert rugónál, a tárolt mágneses energia végül ki kell szabaduljon. A csillagok esetében ez a töltött részecskék intenzív gyorsítását idézi elő, amelyek kitörnek az égitest felszínéről.

A flerek megfigyelése nem könnyű, mert sosem lehet tudni, hogy egy csillag pontosan mikor produkál egyet. Milliméteres hullámhosszokon megfigyelni őket pedig különösen nagy feladat.

„A HD 283572 hónapokig szunnyadt, mielőtt megfigyelhettük ezt a kitörést.” – mondta Lovell. „Ahányszor visszaállítottuk az SMA-t a csillagra a kitörés után, nem láttunk soha semmit. Ez a felfedezés megerősíti, hogy ezek a flerek milliméteres hullámhosszon nagyon ritkák, de rendkívül erősek lehetnek az ilyen fiatal csillagok esetében.”

A fiatal HD 283572 jelű csillag és környezete. A nagy képen a DSS program optikai és infravörös adatait látjuk, a középen lévő fényes csillag a HD 283572. A kiemeléseken az SMA felvételei láthatók a csillaggal a központban, ezek 2022. január 14-én, 17-én és 27-én készültek. A középső kiemelésen látható vörös forrás a 2022. január 17-én észlelt kitörés. A DSS-felvétel 20 ívmásodperc széles (a tőlünk 400 fényévre lévő csillag 2,3 fényéves környezetét ábrázolja), míg az SMA-felvételek 24 ívmásodperc szélesek. (CfA/J. B. Lovell et al.)

A kutatók megmérték, milyen erős volt a HD 286572 flerje, és megállapították, hogy egy kilencórás időtartam alatt nagyjából egymilliószor nagyobb energiát bocsátott ki, mint a Nap legközelebbi csillagszomszédainak milliméteres hullámhosszú flerjei. Eszerint a hasonló kitörések között ez volt az egyik legerősebb.

„Olyan hatalmas nagyságrendű eseményről van szó, mintha a Föld teljes nukleáris arzenálját egy milliszekundum alatt vetnénk be újra és újra majdnem egy teljes napig.” – mondta Garett Keating, az eredményeket közlő tanulmány társszerzője. „Ha számításba vesszük a csillag fényének azon hullámhosszait is, amiket az SMA nem figyelt meg, úgy véljük, hogy a kitörés ereje akár a többszöröse is lehetett.”

Mivel csak egy kitörést észleltek, az egyelőre tisztázatlan, hogy mi váltotta ki az eseményt.

„Ez egy valódi rejtély, számos mechanizmus szerepet játszhatott benne. Ismeretlen csillagokkal vagy bolygókkal végbemenő interakciók, vagy periodikus csillagfolt-aktivitás, de annyi bizonyos, hogy egy rendkívül erős eseményt láttunk.” – mondta Keating. „A rendszerben esetleg fejlődésben lévő bolygókat biztosan érintette. Nem szívesen nőnék ott fel.”

A csillag fiatal kora és Naphoz hasonló természete sokat elárul arról a környezetről, amiben a korai Föld fejlődhetett. Az erőteljes kitörések akadályozhatják egy bolygó légkörének fennmaradását, de akár teljesen el is pusztíthatják azt.

További vizsgálatok folynak, hogy megtudjuk, milyen gyakran zajlik flertevékenység a HD 283572 jelű csillagon, és hogy az ilyen típusú fiatal csillagok kitörései gátolják-e a bolygólégörök fejlődését.

„Egy új SMA-felmérést indítottunk a HD 283572-höz hasonló fiatal csillagok vizsgálatára. Milyen gyakran produkálnak kitörést, és milyen összetétellel bírnak? Az SMA adatait a nagyobb hullámhosszú megfigyelésekkel egybevetve megismerhetjük a kitörések fizikáját, és az azokat elindító mechanizmusokat. Ezen dolgoztam a VLA rádiótávcső-hálózat archív adatainak segítségével.” – mondta Ramisa Akther Rahman, aki Dr. Lovell gyakornokaként tevékenykedett 2023 nyarán.

Az eredményeket ismertető szakcikk a The Astrophysical Journal Letters című lapban jelent meg.

Forrás: phys.org