Nyolc csillag egy rendszer?

A Vulpecula (Kis Róka) csillagképben található egy nagyon összetett, nyolc csillagból álló rendszer, ami a WDS 20331+2852 ES 507 néven található meg a WDS-ben. Ebben az írásban ide kalauzolom el az olvasót, hogy feltárhassuk a tag csillagok közötti kapcsolatokat. A fő kérdés, mint mindig, ha kettős csillagokról van szó, vajon milyen módon kapcsolódnak egymáshoz? Van-e közöttük gravitációs kapcsolódás, vagy csak egy irányban láthatók és ezért tűnnek egy rendszerhez tartozónak?

Maga a rendszer érdekes célpont lehet vizuális megfigyelőknek, hiszen a főcsillaga 8.78 magnitúdó, tehát jól észlelhető, de sajnos néhány tagja már túl van a kistávcsövek határ magnitúdóján. Igy is legalább öt csillagát meg lehet pillantani az okulárban. De hol is található a rendszer? Koordinátái: 20h 33m 03.81s +28° 51' 48.0". Jó lenne, ha valaki esetleg rajzon megörökítené a látottakat. Különben az elsődleges csillag egyéb katalógusban a HD 195894 néven található meg. A DSS2 égboltfelmérés fényképén így néz ki:

Az ES 507 rendszer a DSS2 fényképén. Forrás: Aladin lite.

A rendszert 1907-ben Thomas Espin brit tiszteletes fedezte fel. Eredetileg az A, B, C, D, S tagokat sorolta az új rendszerhez, aztán 2000-ben M. Fay spanyol amatőr még E, F, G tagokkal egészítette ki a azt, így lett nyolcas. Érdekesség, hogy a WDS adatokat lekérve néhány tagnál található 1897-es mérés is. 

Nekem 2023. augusztus 07-én kerültek a csillagok távcsővégre. Ekkor az Utah-i T21-es 431/1940 műszert használtam. A következő képen nem csak a rendszer látható, hanem már az egyes tagokat is bejelöltem. 

Az ES 507 rendszer a saját felvételemen.

Méréséi eredményeim.

Eltérések a WDS legutolsó bejegyzésétől.

Az látható, hogy az eltelt 8 évben némi elmozdulás történt az elsődleges csillaghoz képest, de ez vajon pályára utal, vagy csak a csillagok "természetes", saját mozgásából ered? Mielőtt erre választ adnánk, nézzük meg milyenek is ezek a csillagok?

A következő táblázat az alkotók főbb asztrofizikai adatait tartalmazza:

Asztrofizikai jellemzők.

Az derül ki a fenti táblázatból, hogy a rendszert alkotó tagok összetétele koránt sem homogén. Ma divatos szóval élve a sokféleség a jellemző itt is. A sugarak, tömegek, színképosztályok, stb is különbözőek. Ennek megfelelően a csillagfejlődési grafikonon, a HRD-n, is különböző helyeken találhatók a csillagok. Ebből következik, hogy biztosan nem egy helyen és időben keletkeztek.

A tagok helyzete a HRD-n.

Az A, E, B, F, C csillagok a fősorozaton, a mi Napunk környezetében helyezkednek el (kivétel az A és az E jelű). Míg a G, S, D tagok már az óriás ágon tartózkodnak. Ez árulkodik a csillagok magjában  zajló folyamatokról (hidrogén, vagy hélium fúzió), és ezzel együtt korukról is.  A Gaia űreszköz nem minden csillagnál mért fémtartalmat, de ahol igen, ott az eredmény -0,2 és -0,4 közé esik, ami azt jelenti, hogy a tagok fémtartalma kevesebb, mint a mi Napunké, azaz annál kissé korábban születtek.

Csillagok összehasonlítása.

Segít elképzelni a rendszer tagjait a fenti ábra, ahol próbáltam méretarányosan megjeleníteni a tagokat, összehasonlítva a mi Napunk nagyságával. 

Most pedig térjünk rá a tagok között kapcsolatok vizsgálatára. Az elemzések eredményét a következő táblázatban foglaltam össze:

Az elemzések eredményei.

Ebből a táblázatból rögtön kiderül, hogy fizikai kapcsolat a nyolc csillag közül csak az AB párnál lehetséges, a többi viszonylatban igen alacsony a valószínűségi érték. 

AB pár: A két csillag Földtől mért távolságában nincsen átfedés, de a projektált távolságuk nem haladja meg az A csillag tömegéből számított gravitációs kötési limitet. Viszont már túl van az elméleti, és általánosan elfogadott 2000 AU-s gravitációs kötési határon. Viszont a két csillag közötti kölcsönhatás meglétét támasztja alá keringési sebesség és a megfigyelt sebesség viszonya, továbbá az rPM érték is. Ez utóbbi az eredő mozgásvektor és a legnagyobb sajátmozgás hányadosa (Proper Motion ratio). Ennek alapján a pár CPM-nek (közös saját mozgású) minősül. Ez a tény utalhat a közös eredetre is, vagy arra, hogy együtt hagyták el a szülő halamazukat, vagy csillagtársulásukat. A pár grafikonját megvizsgálva (lásd a vonatkozó ábrát) azt találjuk, hogy a mérési adatok  kissé kaotikusak, de kirajzolni látszanak egy keringési pályarészletet az grafikon origója körül, ahol az A csillag van. A B csillag keringési idejére 69 248 évet kaptam. Ebből következően a 116 év alatti folytatott megfigyelések adatpontjai ténylegesen jelezhetik ennek a hosszú periódusú pályának az ívét. A két csillag térbeli távolsága viszont ellentmond a gravitációs kötésnek, azaz, ha esetleg létezik ilyen közöttük az nagyon gyenge lehet, így egy esetlegesen a jövőben felbukkanó harmadik fél könnyedén képes szétszedni ezt a párt.

AC pár: A tagok projektált távolságát nézve itt is elfordulhatna fizikai kapcsolat, mivel az A csillag gravitációs határán belül van a C, de a térbeli távolságok ezt nem támasztják alá. Nincsen átfedés a távolságok között! A keringési és megfigyelt sebességek viszonya szerint lehetséges lenne valamilyen kapcsolódás, de ennek meg az rPM érték mond ellent. Ez alapján a páros DPM-nek (különböző saját mozgású) minősül. A grafikonon is a megfigyelési adatok egyenest látszanak kirajzolni (LIN), ami azt jelentheti, hogy a C csillag egyszerűen csak elhalad az A mellett. Azaz itt fizikai kapcsolatról szó sem lehet, ez a pár optikai.

AD pár: A két csillag projektált távolsága már jóval meghaladja az A csillag gravitációs limitjét, de a térbeli távolságukban sincsen átfedés. Az rPM szám szerint SPM-nek (hasonló saját mozgású) minősül, a megfigyelt sebesség és keringési sebesség viszony mutat némi kapcsolatot, de megnézve a grafikonját itt is csak az AC párnál említett eset fordul elő. Azaz ez a pár is csak optikai.

AE pár: Ugyan az helyzet, mint az előző kettőnél. az rPM szám DPM-et mutat. A grafikon itt eléggé kaotikus, a trendvonal inkább egy hiperbolikus pályát mutat, a térbeli távolságuk is nagy, így ez a pár is optikai.

AF pár: az rPM szám SPM-et mutat, a grafikon pedig LIN-re utal, de a nagy térbeli távolság miatt fizikai kapcsolat szóba sem jöhet. Ez a pár is optikai.

AG pár: az rPM szám SPM-et mutat, a grafikon pedig itt is LIN-re utal, a nagy térbeli távolság miatt itt sem jöhet szóba fizikai kölcsönhatás. Ez a pár is optikai.

DS pár: az rPM szám alapján SPM osztályba sorolandó, ezen kívül semmi nem támasztja alá, hogy fizikailag kapcsolódnak a csillagok. A grafikon is LIN-t rajzol ki. A térbeli távolságuk is nagyon nagy. A látszat ellenére ez a pár is optikai.

A párok grafikonjai.

Már említettem a távolságokat. Az első ábrán a tömegekből eredő gravitációs megkötési limitek szereplenek a két csillag projektált szeparációjának függvényében. A következőn pedig a tagok Földtől mért távolsága parsecben.

Projektált szeparációk és a gravitációs kötési határok.

A tagok Földtől mért távolságai.

Az első ábrán látható, hogy gravitációs kötési lehetőség csak az AB és AC párok esetében állhat fent, az alsó ábráról pedig kiderül, hogy az A és B Földtől való távolságában nincsen nagy eltérés, míg a C van hozzánk legközelebb. A többiek már nagyon messze vannak tőlünk is meg egymástól is. 

Összefoglalva a fentieket, kiderült, hogy a nyolc csillag csak látszólag alkot egy rendszert, a valóságban hatalmas távolságok vannak közöttük, és dacára méretüknek és tömegüknek ezek optikai párokat alkotnak, azaz egy irányba látszanak csak. Fizikai kapcsolódás az AB párnál lehetséges.