Ahol a Göncöl rudja megtörik

 

Talán a legrégebben ismert kettős csillag az Alcor-Mizar páros. Az égre nézve távcső nélkül is szépen látható amint a kicsi Alcor csücsül a nagyobb Mizaron. Talán innen ered a magyar népies elnevezése: "Kis béres". Könnyű megtalálni, hiszen a Göncöl szekerét mindenki ismeri, legalább olyan feltűnő csillagkép, mint az Orion. Ahol a szekér rudja megtörik, ott van ez a szép páros, amiről távcsövön keresztül nézve kiderül, hogy nem is két csillagból áll, a szemlélő elé négy fényesebb csillag látványa terül. Ebben a bejegyzésben ezt a rendszer járom körül részletesebben. Vezető színes képet 2023. 02.14-én készítettem.

Ezt a párost már a régi idők embere is kettősnek látta. Erről tanúskodnak különböző korok csillagászati feljegyzései. Arab, indiai, kínai regék és mondák kötődnek hozzájuk. Ezeket most helytakarékossági okokból mellőzöm. A csillagok elnevezései arab eredetűek. Napjainkban különböző csillagkatalógusok többféle néven tartják nyilván. A WDS-ben STF1744 számon találjuk, más katalógusokban zéta UMa, 79  UMa, 80 UMa jelöléssel találkozhatunk.

Első távcsöves megfigyelője Benedetto Castelli volt, aki Galilei barátjaként fordult a csillagos ég felé. 1617-ben írta le először e két csillag távcsöves megfigyelésének eredményét levelében. Maga Galilei is ugyanebben az éveben vizsgálta meg őket. A Mizart 1650-ben Jean Baptiste Ricciolinak sikerült felbontania két csillagra (a mostani AB tag). A csillagászat történetében ez a páros sok mindenben az első. Többek között ezek az első kettősök, amit fényképészeti módszerrel figyelt meg 1857-ben a Harvard egyetem 15 hüvelykes műszerével John A. Whipple.  1889-ben elsőként mutatta ki Pickering spektroszkópiai módszerrel a Mizar új, láthatatlan kísérőjét, valamint ez volt az első kettős, aminek sikerült keringési pályát számítani 1901-ben. Nem sokkal később, 1908-ban, az Alcorról is megállapították a spektroszkópiai kísérő jelenlétét. (Ennek a mai napig nem ismertek a pályaadatai.) 

Az Alcor és Mizar között látszó halványabb csillagot még Castelli sorolta a Mizar kísérőjének, és pártfogójáról Sidus Ludovicianának, azaz Ludwig csillagának nevezte el 1616-ban. Ma SMR4 katalógus néven a rendszer AD tagja. Igaz, Castelli ezt a csillagot a Mizar bolygójának vélte. 

Ha véletlenül valakinek nem lenne tiszta, hol keresse ezt a párost az alábbi kép segít ebben:

Az Alcor-Mizar páros helye a Nagy Medve csillagképben. Kiemeltem a Göncöl szekerét is. Via Stellarium.

És akkor nézzük meg közelebbről ezeket a csillagokat! Még kezdőként az elsők között fordítottam távcsövemet feléjük. Sajnos akkoriból nem maradt fent feljegyzésem (nagyon amatőr voltam), így a mostani képet tudom csak bemutatni, amit 2023. február 14-én készítettem az Utah-i T2-es 150 mm-es apokromáttal. Egyébként az MCSE Észlelés feltöltőjén 14 db beküldött észlelés található erről a kettősről, a WDS pedig 1755 és 2020 között született 497 megfigyelést őriz róluk.

Balra az Alcor, jobbra a Mizar a 150/1105 mm apokromát fényképén. Érdekesség a Mizar mellett levő galaxis, ami egy erős rádióforrás.

A Mizar is tovább bontható, ha a megnyújtom a fénykép kontrasztját:

Kontraszt nyújtásával előtűnik a Mizar kísérője is.

Minden kettőscsillag vizsgálatának első lépése a tagok helyzetének pontos megállapítása a főcsillaghoz, esetünkben ez a Mizar, viszonyítva. Ezt tartalmazza a következő táblázat. Szeparáció ívmásodpercben, pozíciószög fokban értendő.

2023-as mérési eredmények.

A WDS-ben (Washington Double Star Catalog) viszonylag friss adatok szerepelnek a tagokról. A következő táblázat az utolsó és a saját mérés közötti eltérést mutatja:

Eltérések a WDS legutolsó adataitól.

No, de nézzük meg közelebbről milyenek is ezek a csillagok! A rendszer tőlünk 86 fényévnyire van, az ún. Ursa Major áramlás tagja, mint a Göncöl többi csillagjai. Ez azt jelenti, hogy az égen ezek a csillagok egy irányban, közel azonos sebességgel mozognak. Ez azt is jelenti, hogy valószínűleg azonos időben és helyen keletkeztek. Mindegyik ún. A típusú csillag, vagyis kékes, kékes-fehér színűek, jóval magasabb felszíni hőmérséklettel, mint a mi Napunk. 

A következő táblázatban a tagok főbb jellemzőit foglaltam össze. R a csillag sugarát, M a tömegét, L a luminozitását (teljesítményét) jelenti a mi Napunkhoz viszonyítva. Az adatok a Gaia műhold méréséiből adódtak. Az A tag effektív hőmérsékletére nem találtam adatot, ezért az A1 színkép általános felszíni hőmérsékletét szerepeltetem.

A tagok főbb jellemzői.

Mint látható sugarukban, tömegükben és teljesítményükben mindegyik csillag jóval túlszárnyalja központi csillagunkat. A HRD-re vetítve látható, hogy mindegyikük a fősorozathoz tartozik, mint a következő diagram is mutatja:

A rendszer tagjainak elhelyezkedése a HRD-n.

A szemléletesség kedvéért készítettem egy nagyjából méretarányos ábrát a csillagokról:

Csillagösszehasonlítás. Jobbra a sárga pötty a mi Napunk.

Az ábrán a HD 116798 számú csillag a D tag, a Sidus Ludovicana, a Mizar B a Mizar felbontható kísérője.

Most pedig vizsgáljuk meg a tagok viszonyát a főcsillaghoz, azaz a Mizarhoz. A Gaia műhold méréseiből kiderül, hogy a Mizar a Mizar B és az Alcor sajátmozgás vektora szinte azonos. Mindhárom csillag közös sajátmozgású párnak (CPM) tekinthető. Ez nem meglepő, hiszen, mint korábban említettem az UMa stream tagjai. A mozgásvektorban nagyobb eltérést a D tag esetén mért az ESA műholdja, de ettől még ez is ehhez az áramlathoz tartozik.

Ha grafikonon ábrázolom az eddigi megfigyelési adatokat, valamint az ebből számított előrejelzés és a saját mérés vektorát az alábbi diagramokat kapom:

Történelmi megfigyelések és mozgásvektorok.

Az R2 szám a trendvonal illeszkedését jelenti az egyes adatpontokhoz. Az AB tag esetében szépen kirajzolódik egy elliptikus pálya vonala. Látszik, hogy a mozgásvektorok nagysága közel azonos, irányuk összetart, ez már biztos fizikai kapcsolatot jelent a két csillag között.  Az AC esetében, tulajdonképpen ez az Alcor-Mizar páros, inkább egy hiperbola alakú pálya rajzolódik ki. Itt kicsit csalnom kellett, mivel túl rövid volt a trendvonal, a megfigyelések egy csoportban sűrűsödnek, ezért 5 periódussal megnöveltem azt. A mozgás vektor olyan kicsi lenne, hogy nem látszana a diagramon, ezért azt nem tüntettem fel. A trendvonal itt is nagy pontosággal illeszkedik az adatpontokhoz. A fizikai kapcsolat itt is fentáll a csillagok között. Az AD tag esetében már más a helyzet. A mozgásvektorok közel párhuzamosak, hosszuk kissé eltérő, a trend vonal sem illeszkedik pontosan a megfigyelési adatokhoz. Ebből valószínűsíthető, hogy ez inkább optikai páros, mint sem fizikai.

A következő táblázatba foglaltam össze páronként a főbb tulajdonságokat.

Páronkénti főbb tulajdonságok.

A PrSep oszlopban a két csillag égboltra vetített (projektált) szeparációja szerepel csillagászati egységben, az O-Lap oszlopban a két csillag távolság viszonya szerepel. Figyelembe véve a mérési hibákat is, látható, hogy az AB és AC tagoknál a távolságokban van átfedés (overlap), míg a D tag jóval messzebb van a Mizartól, nincsen átfedés. A Vorb oszlopban a maximális keringési sebességet mutatja, a Vobs pedig a történelmi megfigyelésekből számított keringési sebességet tüntettem fel. Ha a Vorb nagyobb, mint a Vobs, akkor lehetséges a fizikai kapcsolat a két csillag között. A Szumma Prob oszlop az összesített fizikai kapcsolat valószínűségét jelzi százalékban. 

Látható, hogy ez utóbbi nagyon magas érték az AB és AC tagok esetében, így ezekről bátran kijelenthető hogy gravitációsan kötöttek, míg az AD tag esetében ez a szám jóval alacsonyabb, ebből is látszik, hogy ez a csillag nem tartozik fizikailag ehhez a rendszerhez, inkább csak optikai, azaz egy irányban látszódó, de a térben messze levő tagokról van szó.  

Említettem, hogy a Mizar és az Alcor is rendelkezik színképelemzéssel kimutatható társsal, amit vizuálisan nem lehet felbontani. A Mizar esetében ismert a pálya is, aminek rajzát a 6th Orbit katalógusból vettem át:

A Mizar Ab csillag pályarajza.

Érdekességként megemlítem, hogy a WDS ehhez a rendszerhez még további 4 tagot sorol, de egyrészt ezek más kettős rendszereket alkotó csillagok, másrészt olyan messze vannak a Mizartól, hogy nem férnek el a látómezőben, így ezekkel mostani bejegyzéseben nem foglalkoztam.

A rendszer tagjainak helyzete a Stelle Doppie honlapról származó képen. Figyeljük meg a látszó távolság adatokat.

Összegezve az Alcor-Mizar páros egy szép fizikai kettős, illetve hármas rendszer. Ludwig csillaga pedig a régi mecénás tisztelete miatt sorolható a rendszerhez, bár ez csak optikailag tartozik hozzá. Ettől függetlenül mindenféle távcsőben szép látványt nyújtanak, megpillantásuk nagy élményt jelent.