Rieth József: Anyagvilág - Háttérinformáció
Első generációs csillagmonstrum
Tartalomjegyzékhez < Világképem < Anyag-időszak
Csillagászoknak sikerült egy olyan ősi csillag nyomára bukkanni, amelyhez hasonlóknak a létezését a Világegyetem legelső csillagai között már régóta feltételezték.
Az Univerzum legkorábbi, első generációs csillagairól, amelyek a Nagy Bumm után néhány százmillió évvel az akkor még csak főként hidrogént, héliumot és kevés lítiumot tartalmazó gázfelhőkből jöttek létre, nagyon keveset tudunk. Számítógépes szimulációs modellek azonban azt jelzik, hogy némelyiküknek a tömege rendkívül nagy lehetett, a Nap tömegének százszorosát is meghaladhatta, minek következtében élettartamuk kozmikus időléptékben alig szemvillanásnyi volt: szupernóva-robbanásukig mindössze néhány millió évig éltek. Bennük jöttek létre az első nehezebb elemek, amelyeket a robbanás szétszórt a csillagközi térbe, így azok már beépülhettek a később keletkező második generációs csillagokba és galaxisokba. Ám a legősibb monstrumoknak mindeddig nem sikerült a nyomára bukkanni, holott régóta izgatta a csillagászokat.
Ilyen nyomokat a kis tömegű második generációs csillagokban kerestek, mivel ezek nagyon lassan égetik nukleáris tüzelőanyagukat. Életkoruk ma már 13 milliárd év körül járhat, így amikor születtek, a Világegyetemben még nagyon kevés (közelebbi környezetükben legfeljebb egy-két) szupernóva-robbanás mehetett végbe, ezért anyagukba csak nyomokban kerülhettek nehezebb elemek. E csillagok összetételéből következtetni lehetne annak az anyagfelhőnek az összetételére, amelyből születtek, abból viszont a korábbi szupernóva-robbanással szétszórt elemek részarányaira és összmennyiségére — végső soron pedig magának a szétrobbant első generációs csillagnak az összetételére és tömegére.
A Világegyetem első nagyon nagy tömegű
csillagainak tömege a Nap tömegének
százszorosát is meghaladhatta. Fantáziakép egy
ilyen „megarobbanás" maradványfelhőjéről
(National Astronomical Observatory of Japan)
Most Wako Aoki, a tokiói Nemzeti Csillagászati Obszervatórium csillagásza és munkatársai rábukkantak egy második generációs csillagra, amely olyan anyagfelhőből keletkezhetett, melyben a nehezebb elemek csupán egyetlen nagyon nagy tömegű csillag szétrobbanásából származnak. Mint arról a Science-ben megjelent cikkükben beszámolnak, az SDSSJ0018-0939 színképét a hawaii japán Subaru-távcső nagyfelbontású spektrográfjával elemezve figyeltek fel arra, hogy a csillagnak nagyon különös, mondhatni egyedi az összetétele: benne a könnyebb elemek (például a szén, a magnézium és a kalcium) részaránya meghökkentően alacsony a nehezebb elemekhez (például a vashoz) képest. A szokványos szupernóva-robbanással szétszórt elemek ezzel éppen ellentétes arányokat mutatnak. Létezik azonban olyan, eddig csak elméletileg feltételezett modell, amely ehhez nagyon hasonló részarányokat ad.
Az úgynevezett pár-instabilitás modellben a csillag robbanása úgy megy végbe, hogy a magban a hőmérséklet olyan magasra szökik, hogy a fotonok energiája már elegendő lesz elektron-pozitron párok keltésére. Emiatt a fotonnyomás drasztikusan lecsökken, majd az így instabillá vált mag összeomlik, végül egy hatalmas termonukleáris robbanás szétveti. A folyamat azonban csak 100 naptömegnél nagyobb tömegű csillagokban indulhat be.
Aoki és munkatársai becslése szerint a nagyon idős második generációs csillagok közül átlagosan minden ötszázadiknak az anyaga őrizheti ilyen „mega-robbanás" nyomait. A soron következő feladat tehát ilyenek felkutatása lesz. Igazán perdöntő bizonyíték persze a robbanás közvetlen megfigyelése lenne: ehhez azonban olyan messzire kellene visszalátni időben, amire csak a földi- és űrtávcsövek következő generációja lehet képes.
Tartalomjegyzékhez < Világképem < Anyag-időszak
--------------
(NatureNews)
1146 ■ ÉLET ÉS TUDOMÁNY ■ 2014/36