Egy új többes csillagrendszer a Kassziopeiában

 

Az északi égbolt feltűnő, W-re emlékeztető csillagképe a Kassziopeia. Nevét a mondabéli etiópiai királynőről, Androméda anyjáról kapta. Ennek a csillagképnek a legfényesebb csillaga a Shedar, tudományos nevén Alpha Cassiopeiae. A neve az arab eredetű, a mell szóból származik. Október 28-án vettem célba, mivel a csillag maga egy négy csillagból álló rendszer egyik tagja. Ha már leképeztem ezt az égterületet, átnéztem a képet további kettősök után kutatva. Így akadtam az STI 1398 jelű kettősre, amely ezen bejegyzés tárgya.

A kettőst szabad szemmel nem lehet látni, annyira halvány csillagok alkotják, még a kistávcsövekben is nehezen lehet észre venni a főcsillagot a maga 11,5 magnitúdójával. A képen a kettős helyét ábrázoltam a Stellárium program segítségével:

Az STI 1398 kettőscsillag helye az égbolton.

Ez a páros a Washington Double Stars katalógusban a WDS 00376+5649 számon szerepel, egyéb katalógusokban a TYC 3662-1333-1 jelöléssel lehet megtalálni. A Vatikáni Obszervatórium csillagásza Johan Willem Jakob Antoon Stein holland származású jezsuita szerzetes mutatta ki kettősségét 1911-ben. Ő általában halványabb párokat keresett a fotólemezeken. Kettősünk nem tartozik a népszerű objektumok közé, ugyanis a felfedezésétől eltelt 111 évben összesen 10 alkalommal észlelték, legutóbb 2015-ben, Ezért is örültem meg, amikor rábukkantam, mert szeretem újra mérni az elhanyagolt párokat, ezekből pedig van bőven a WDS-ben.

Október 28-án az iTelescope T68 számú robottávcsővel készített kép a így mutatta ezt a csillagpárt. Az ábra nem a teljes képet mutatja, csak az STI 1398 pár környezetét erős nagyításban. 

Az STI 1398 kettős az október 28-i fotón.

Ezen a képen is jól látható, hogy a főcsillagot több halványabb veszi körül. Ez már önmagában gyanús volt nekem, hogy itt nem csak egy szokványos főcsillag-kisérő párról lehet szó. Az Aladin DSS műholdképén jobban látszódtak a feltételezhető kísérő csillagok, amint a következő képen látható.

Az STI 1398 a DSS műholdképén.

A Gaia DR3 adatbázisában is megkerestem a csillagokat, és azt találtam, hogy parallaxisaik csekély eltérést mutatnak, azaz a Földtől nézve nem csak egy irányban látszanak, de a térben sem választja el őket nagy távolság. Ebből következik, hogy talán gravitációs kölcsönhatás is fennállhat közöttük, azaz fizikailag összetartozó rendszert alkothatnak. 

Sajnos az T68 távcső képe sem minőségben, sem felbontásban nem volt megfelelő, hogy értékelhető mérést végezzek erről a rendszerről, így a T19 robottávcsővel készítettem újabb képeket, most már kifejezetten erről a rendszerről. November 13-án készültek el a képek, amelyek már így mutatták ezt a lehetséges új rendszert:

Az STI1398 rendszer a T19 távcső képén.

Ez már értékelhető, nagyon jó felbontású kép lett, amit a 47 cm átmérőjű és közel 3 m fókuszú távcső készített.

A mérésket most már el tudtam végezni, továbbá a Gaia DR3 adatbázisból származó adatokat is sikeresen feldolgoztam. Ezek alapján jutottam arra a következtetésre, hogy a Stein atya által megnevezett B tag mellett további 2 csillag is tagja lehet a rendszernek, valamint két kisérő között is nagy valószínűséggel gravitációs kapcsolat áll fent. Szerintem az új rendszer így néz ki:

Ahogy szerintem kinéz a STI 1398 rendszere.

Most akkor következzenek a mérési és számítási eredményeket összefoglaló táblázatok:

Elsőnek a pozíció szögeket és szeparációkat mértem ki:

Ezután a Gaia DR3 adatbázisból kiszedtem a számomra releváns adatokat a csillagokról:

A parallaxis adat megmutatja a rendszer tagjainak Földtől való távolságát. Ebben az esetben finoman szólva nem a szomszédságunkban vannak ezek a csillagok, ugyanis röpke 4543 fényév választ el tőlük.  A látható fényességük sem veri ki az ember szemét még távcsövön keresztül sem. Pedig, ahogy majd látni fogjuk nem törpe csillagokról van szó.

A fenti táblázat koordinátai alapján kiszámítottam a Gaia műhold által 2016-ban mért pozíció szögeket és szeparációkat, valamint a saját mozgások ismeretében meghatároztam, hogy mekkora a valószínűsége a tagok között fentálló fizikai kapcsolatnak. Ezt mutatja a következő táblázat:

Harshaw osztályozásnak nevezem azt a módszert amely a tagok távolságadataiból és sajátmozgásukból határozza meg a gravitációs kapcsolat valószínűségét korábbi, több ezer kettőscsillagon végzett  statisztikai vizsgálatok alapján. Ezt a módszert Richard Harshaw amerikai csillagász dolgozta ki.

Így szépen látszik, hogy az AB tag között 69%, az AC tag között 57%, az AD tag között 68%, a BD tag között pedig 55% a valószínűsége az kölcsönhatásnak. 

A fenti táblázat mutatja a tagok térbeli távolságát csillagászati egységben (AU), parszekben és fényévben. Összehasonlításként a Naprendszerünk határát, vagyis ahol még a Nap gravitációs ereje dominál, ma olyan 1 fényévre teszik a csillagászok.

No de, milyenek is ezek a roppant távoli csillagok, amelyek ezt a négyes rendszert alkotják? Röviden: erősen vegyes képet mutat a rendszer. Vannak benne óriás csillagok és kevésbé óriások is. Sőt, a képen látszó halvány D komponens akár a mi Napunk ikertestvére is lehetne. Gondoljunk csak bele, ha E.T. ennek a rendszernek az egyik exobolygójáról (ha van neki ilyenje) a Napunk felé néz, ugyan ilyen halványnak, és jelentéktelennek látná azt. 

A következő táblázatban foglaltam össze a rendszert alkotó csillagok főbb fizikai jellemzőit. A luminozitás (a csillag "teljesítménye"), a sugár, és a tömeg napegységben, a felszíni hőmérséklet kelvin fokban van megadva.

Ezen ismeretek birtokában a tagokat ábrázolhatjuk az csillagok fejlődését mutató ún. Hertsprung-Russel Diagramon röviden HRD-n is:

Az STI 1398 tagjai a HRD-n.

Jól látszik, hogy mindegyik csillag az ún. fősorozaton helyezkedik el. Az A és B tagok A, a C tag F, a D tag pedig G színkép típusú. A színeik is ennek megfelelően alakulnak, fehér, sárgás-fehér és sárga. Azaz rendkívül forró égitestekről van szó. A nagyságukat és a színüket igyekeztem érzékeltetni a diagramon. 

Látványosabb eredményt kapunk, ha a csillagokat képzeletben egymás mellé helyezzük, ahogy a következő ábrán is látszik.

Az STI 1398 rendszer csillagjainak összehasonlítása.

Összefoglalva ezen igen távoli rendszeren végzett vizsgálatom eredményét, úgy találtam, hogy a Stein atya által 1911-ben kimutatott A és B komponenst ki lehet egészíteni további C és D komponensekkel, továbbá a B komponensnek kísérője a D csillag is. 

Íme így lett egy standard kettős csillagból egy szép négyes rendszer.

Források:

• Stars Jim Kaler honlapja: http://stars.astro.illinois.edu/sow/sowlist.html, Jim Kaller (1938-2022) RIP!
• Gaia Collaboration 2022: https://gaia.ari.uni-heidelberg.de/singlesource.html
• Harshaw, R. (2018). Gaia DR2 and the Washington Double Star Catalog: A tale of two databases. Journal of Double Star Observations, Vol. 14 No. 4. Page 734-740. October 1, 2018.
• Gianluca Sordiglioni's (SDG) StelleDoppie: https://www.stelledoppie.it/
• iTelescope.net robotic telescope network: https://www.itelescope.net/