Rejtélyes halmaz és egy csillagpár

A csillagos égbolt mindig tartogat meglepetéseket. Amikor a Coma Berenices csillagkép területén ritkán észlelt kettőscsillagok után kutattam, rábukkantam az LDS 1299 nevű csillagpárra, amely a Melotte 111, más néven Collinder 256 nyílthalmaz területén található. Maga a pár látszólag nem különösebben feltűnő: egy sárga, napszerű csillag és egy halványabb vörös törpe alkotja. A környezete azonban annál izgalmasabb, hiszen a galaktikus pólus közelében viszonylag ritkák a nyílthalmazok. De nézzük is meg ezt a különleges égi régiót közelebbről.

A Melotte 111 nyílthalmaz a Coma Berenices csillagkép egyik látványos objektuma, amelyet mintegy 40 közepesen fényes csillag alkot, szétterülve egy nagy, 7,5°-os területen. A csillagok egy kozmikus „V” betűt formáznak az égen. A legfrissebb mérések szerint a halmaz távolsága a Földtől 86 parszek (kb. 280 fényév), korát pedig 450 millió évre becsülik. Első pillantásra semmi különleges nincs benne — olyan, mint bármely más nyílthalmaz a Tejútrendszerben.

Azonban van egy lényeges különbség: míg a legtöbb nyílthalmaz a galaxisunk egyenlítői síkjához közel helyezkedik el, a Melotte 111 rendhagyó módon a galaktikus pólus közelében található, nagyjából +83° galaktikus szélességen. Ez már önmagában is felvet egy érdekes kérdést: hogyan került egy nyílthalmaz ilyen magasan a galaktikus sík fölé? Erre a rejtélyre egyelőre nincs végleges válasz, és bár én biztosan nem fogom megfejteni, a szakcsillagászoknak is sokáig kihívást jelentett.

Maga a halmaz szabad szemmel és binokulárral is könnyen észlelhető, mégsem szerepelt sem Charles Messier híres katalógusában, sem az NGC/IC katalógusban, amelyet John Louis Emil Dreyer állított össze. Az objektumot először 1915-ben jegyezte fel Philibert Jacques Melotte, aki a saját katalógusában a 111-es sorszámot adta neki. A halmaz valódi természetét azonban csak 1938-ban ismerte fel Robert J. Trumpler svájci-amerikai csillagász, aki 37 csillagot azonosított tagjaiként, és ezzel egyértelművé tette, hogy valóban egy nyílthalmazról van szó.

A Melotte 111 nyílthalmaz nemcsak a szakcsillagászok érdeklődését keltette fel, hanem az amatőr csillagászok körében is népszerű célpont. Az MCSE archívuma nyolc észlelést tartalmaz a halmazról, amelyek közül egy szöveges és egy fényképes, míg a többi kistávcsővel vagy binokulárral készült szép, rajzos ábrázolás. Az alábbiakban Benei Balázs fényképét mutatom be, amely jól érzékelteti a halmaz jellegzetes formáját és elhelyezkedését az égen.

Benei Balázs 2021.04.10-én készítette ez a képet a Melotte 111 nyílthalmazról. A nyíl és a karika az LDS 1299 kettőscsillag helyzetét mutatja a halmazon belül. Az észlelés részleteit ezen linken lehet megnézni. 

Ilyen előzmények után vessünk egy közelebbi pillantást az LDS 1299 (WDS 12218+2738) kettőscsillagra. Ezt a párt alig hatvan évvel ezelőtt fedezte fel Willem Jacob Luyten (1899–1994), holland-amerikai csillagász, aki elsősorban nagy sajátmozgású kettősöket keresett az északi égbolton. Azóta a Washington Double Star Catalog (WDS) összesen 15 észlelést tart nyilván erről a csillagpárról egészen 2016-ig. Bevallom, ezeket most - talán egy kis lustaságból - nem kértem le, és a számításaimat a SIMBAD, Gaia DR3 és a saját méréseim adatai alapján végeztem el.

De nézzük először, mit mutatott a T21 távcső május 2-án!

Az LDS 1299 pár összegképe. Két dolog ötlik az amatőrcsillagász szemébe, a főcsillag tojás alakja és a két tag közötti hatalmas kontraszt.

A főcsillag jellegzetes, enyhén tojás alakú formáját két lehetséges tényező magyarázhatja. Az egyik lehetőség, hogy valójában egy további, szorosan kapcsolódó csillag is található ott, amelyet a műszer nem tudott különállóként érzékelni. A másik ok pedig a Föld légkörének torzító hatása, amely a csillag képét elnyújtja. A főcsillag fényessége 11,95 magnitúdó, míg a kísérő csillag sokkal halványabb, mindössze 18,40 magnitúdós.

Az LDS 1299 érdekessége, hogy L. Fox-Machado, R. Michel, M. Álvarez és J.H. Peña tanulmányukban (Searching for short-period variable stars in the direction of Coma Berenices and Upgren 1 open clusters: Melotte 111 AV 1224 a new eclipsing binary star) kimutatták, hogy a főcsillag valójában egy rövid periódusú fedési változó, amelynek periódusa körülbelül 0,345 nap. Akit bővebben érdekel a tanulmány, az itt olvashatja el: Link az eredeti cikkhez.

Engem azonban elsősorban a látható és mérhető kísérője érdekelt. Az alábbi táblázat a legfrissebb mérési eredményeket tartalmazza:

Az LDS 1299 legfrissebb mérési eredményei, melyek tartalmazzák a mérési hibákat is. 

A kis hibaértékek azt mutatják, hogy a méréseim pontosak voltak. Az LDS 1299 legutóbbi hivatalos mérését a Washington Double Star Catalog (WDS) 2016-ban rögzítette, ahol a pozíciószög (PA) 206,5°, a szeparáció pedig 12,945" volt. Azóta eltelt kilenc év, és az én méréseim alapján némi elmozdulás tapasztalható, különösen a szeparáció növekedésében. Ez arra utal, hogy a kísérő csillag lassan távolodik a főcsillagtól. Sajnos az eddig rendelkezésre álló adatok nem elegendőek ahhoz, hogy a rendszer pályáját is felvázoljuk.

A csillagok közötti fizikai kapcsolat vizsgálatához a SIMBAD és a Gaia DR3 adatbázisokat használtam. Az adatok alapján a két csillag jelentős és közös sajátmozgást mutat, ami már önmagában is a kapcsolatukra utal. A csillagok közötti távolság, amelyet a szeparációból számítottam, mindössze 0,02 parszek (kb. 3 825 AU). Ez jól illeszkedik a parallaxisaik közötti csekély eltéréshez is.

A sajátmozgás relatív értéke (rPM) mindössze 0,01, ami azt jelzi, hogy a csillagok szinte azonos sebességgel haladnak a térben (CPM - Common Proper Motion). A relatív sebességük (Vrel) 0,21 km/s, míg a szökési sebességük (Vesc) 5,96 km/s. Ezek az értékek egyértelműen bizonyítják, hogy a két csillag gravitációsan kötött rendszer, vagyis valóban fizikai kettőscsillagot alkotnak.

De nézzük meg, hogy milyenek és mekkorák is ezek a csillagok, és milyen távolságra találhatók tőlünk? Ez utóbbi kérdés különösen fontos, hiszen segít eldönteni, hogy tagjai-e a Melotte 111 halmaznak.

A trigonometriai távolság alapján az A csillag hozzávetőlegesen 290 parszekre (kb. 945 fényévre), míg a B tag 288 parszekre (kb. 940 fényévre) helyezkedik el. Összevetve ezeket az értékeket a Melotte 111 halmaz távolságával, amely mindössze 280 fényév, világosan látszik, hogy ez a kettőscsillag nem része a halmaznak. Egyszerűen csak azonos irányban látszik az égbolton, de jóval messzebb helyezkedik el.

A rendelkezésre álló adatok alapján a két csillag tulajdonságai is kirajzolódtak. A főcsillag egy, a Napunkhoz hasonló, annál kissé hűvösebb sárga csillag, míg a kísérője egy halvány vörös törpe. A Gaia DR3 adatbázis fémességi értékei mindkét csillag esetében elérhetők voltak, ami lehetőséget adott a koruk meghatározására is. A főcsillag életkora körülbelül 6-7 milliárd év, míg a kísérő valamivel fiatalabb, körülbelül 5 milliárd éves.

Ezek az adatok nemcsak a kettőscsillag fizikai jellemzőit tárják fel, hanem betekintést nyújtanak az élettörténetükbe is. Egy ilyen különleges páros hosszú időn át maradhat együtt, követve közös útjukat a galaxisunkban.

A méretük közötti különbség valahogy így jeleníthető meg:

Az LDS 1299 tagjainak méretbeli összehasonlítása.

Összegzésként megállapíthatjuk, hogy ez a kettőscsillag valóban fizikailag kötött rendszernek bizonyult, azonban nem tagja a Melotte 111 halmaznak. Ráadásul a főcsillagnak egy kisebb, nagyon szoros kísérője is van, amely további érdekességet tartogat. Ez az eset is jól mutatja, hogy az égbolt rendszeres megfigyelése mindig új felfedezéseket hozhat. Soha nem tudhatjuk, milyen csillagászati "kincsekre" bukkanunk, ha türelmesen és kíváncsian kutatunk.