A változócsillagok élete végén bekövetkező termális pulzusok nemcsak látványos jelenség, hanem kulcsfontosságú a csillagok fejlődésének és a csillagközi anyag gazdagodásának megértésében.

Kertész Balázs, ELTE

A változócsillagok életük végéhez közeledve látványos és drámai folyamatokon mennek keresztül. A kis- és közepes tömegű csillagok fejlődésének egyik kulcsfontosságú eleme az aszimptotikus óriáság (Asymptotic Giant Branch, AGB), ahol a csillagok elérik legnagyobb fényességüket, miközben jelentős tömegvesztésen mennek keresztül. E folyamat során időről-időre bekövetkezik egy rövid, de heves esemény: a termális pulzus.

A termális pulzus egy körülbelül néhány százéves, ismétlődő, kitörésszerű esemény, amely az AGB csillagok belső héjainak instabilitása miatt következik be. A csillag inaktív magja körüli vékony héliumégető héj egyre forróbbá válik, mígnem hirtelen beindul egy intenzív, robbanásszerű energiatermelő folyamat, a héliumhéj-villanás. Ennek hatására a csillag rétegei lökés szerűén kitágulnak, ettől az égési folyamat lecsillapodik, és a csillag belső szerkezete újra rendeződik. Ezután pedig a héj újra forrósodni kezd, és újrakezdődik a folyamat.

Egy 5 Nap tömegű AGB-csillag belső szerkezete. A magot övező héjak méretét meg kellett százszorozni az ábrázolhatósághoz. (Forrás: Carroll & OStlie / Kiss László)

A termális pulzus nemcsak látványos, hanem rendkívül fontos is, mivel ezalatt kerül sor az úgynevezett harmadik felkeveredésre is. A folyamat során a csillag belső rétegeiben keletkező nehéz elemek a felszínre onnan később a világűrbe kerülhetnek, gazdagítva a csillagközi anyagot.

Jelenleg három változócsillagról feltételezik, hogy éppen egy termális pulzus folyamatát figyelhetjük meg rajtuk. Ezek a T UMi, R Hya és RU Vul. Az első két csillagról Dr. Molnár László és munkatársai (Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézet, CSFK HUN-REN) végeztek részletes elemzéseket (Molnár et al. 2019). A T UMi esetében az illesztett modellek alapján sikerült mindössze 7,5%-os hibával meghatározni a csillag tömegét, ami kimagasló pontosságot jelent, tekintve, hogy a csillag magányos, nincsen társa.
Az RU Vulpeculae esetében még nem áll rendelkezésre átfogó modellezés, de a Piszkéstetői Obszervatóriumban 2022 óta heti rendszerességgel végeznek méréseket a csillagról különböző színszűrőkben. A HUN-REN CSFK SPEX és a SeismoLab kutatócsoportok elemzései azt mutatják, hogy a csillag pulzációja egymódusúból kétmódusúvá vált, ami erősíti a termális pulzus gyanúját. A csillag további vizsgálata napjainkban is folyamatban van.

Egy vörös óriáscsillag illusztrációja. (Forrás: NASA)

A termális pulzusok vizsgálata nemcsak az AGB csillagok fejlődésének megértésében segít, hanem lehetőséget ad a csillagok tömegének precíz meghatározására is, ami kulcsfontosságú és egyébként nehezen kinyerhető információ. Mivel ezek az események emberi időskálán is nyomon követhetők, a következő évek adatai alapján tovább módosíthatóak a készült modellek, ez alapján pedig a meghatározott paraméterek is.

A fentiekben bemutatott kutatásokat a HUN-REN CSFK finanszírozza, a megfigyelésekhez pedig a Piszkéstetői Obszervatórium biztosítja a szükséges eszközöket. Az RU Vulpeculae vizsgálata emellett pedig a 2023. évi ÚNKP-23-6 és a 2024. évi EKÖP-24-1 ösztöndíjak támogatásával is zajlik.

Kapcsolódó cikkek:

Béta Andromedae – 200 fényévre lévő vörös óriáscsillag