Utazás az Oroszlán sörényében

 

A tavaszi égbolt egyik látványos csillagképe egy fekvő oroszlánt formáz. Egyike azon ritka csillagképeknek, amelyben még a laikus szemlélő is felfedezi a névadó alakot. Az Oroszlán is nagyon sok érdekes kettős és többes rendszernek ad otthont, így tavasz táján érdemes ezekre vadászni. Ebben a posztban a csillagkép egyik legfényesebb csillagát járom körül, ami az Algieba névre hallgat. Tulajdonképpen az állatok királyának virtuális sörényében található, az állat nyakát jelképezi. (Vezető kép forrása internet.)

Az állatövön levő csillagkép nem más, mint a nemeai oroszlán, amelyet Héraklész egyik munkája során győzött le. E győzelem emlékére emelte Zeusz az égre a szörnyet, ezzel is idegesítve hitvesét, Hérát, aki részt vett az állat felnevelésében. Ez az eset is bizonyítja, hogy a görög istenek körében nem volt mindig békés az a bizonyos családi tűzhely.

"Hétköznapi neve" az Algieba arab eredetű (helyesen Al-Jabhah), jelentése homlok. Valószínű, hogy a kora középkori arab csillagászok máshogyan képzelték el a csillagképet, illetve az azt formázó állatot. Mindenesetre a csillag a mi állatunknak a sörényében van. A katalógusokban még gamma Leonis, 41 Leo, STF 1424, WDS 10200+1950 néven találhatjuk meg. Az égi helyzetét az 1. ábra mutatja.

1. ábra: Az Algieba helyzete az égen. Stellárium.

Az egy csillag már kisebb távcsövekben is két összetevőre bomlik, végül is 8 csillagból álló rendszer ez, amiből 6 csillag látható. Érdekessége továbbá, hogy a főcsillag körül 2009-ben találtak egy a mi Jupiterünknél 8-szor nagyobb tömegű bolygót, mely a 429 nap alatt tesz meg egy kört a csillaga körül, kb. 2 CSE távolságban. Valószínű, hogy van még egy kétszeres jupiterszerű bolygó itt, melynek valószínű keringési ideje 1340 nap és kb. 3 CSE távolságban kering. Ennek létezését eddig hivatalosan még nem erősítették meg. 

Az Algieba tőlünk mintegy 130 fényév távolságban van jelenlegi ismereteink szerint. Sajnos az ESA Gaia obszervatóriuma a fényes óriásról és szoros kísérőjéről eddig nem végzett méréseket, legalábbis a DR3 adatbázisban nincsen semmi róluk, igy pontos távolságadattal, és semmi mással, nem rendelkezem. Ezért a következő elemzésekből ezeket ki is hagytam.

Az MCSE észlelésfeltöltőjén 4 észlelés szerepel róla, a vizuális észlelők az AB párra koncentráltak, a rendszer többi tagját figyelmen kívül hagyták. Hosszú, kényszerű kihagyás után május 12-én készítettem az Utah-i T2 számú távcsővel képet a területről. A 2.számú ábrán már bejelöltem a rendszerhez tartozó csillagokat is.

2. ábra: Az Algieba csillagai.

A főcsillag mellett balra, fent látható paca, nem égi objektum, hanem a távcső leképezési hibája lehet. A B tag sajnos elveszik az elsődleges csillag pixeleiben. "Élőben" nézve viszont már egy kis távcső is szépen bontaja a kb. 5"-es szeparációt, amiről a vizuális észlelők rajzai tanúskodnak. 

A következő táblázatban a méréseimet foglaltam össze:

1. táblázat: A rendszer mérési eredményei.

A fenti értékeket összehasonlítva a WDS-ben szereplőkkel, az alábbi eltéréseket kaptam:

2. táblázat: Eltérések a WDS legutolsó adataitól.

Látható, hogy némely komponens pozíciójában igen jelentős változást produkált az eltelt 7, illetve 9 év alatt is. Ennek hátterében az egyes csillagok jelentős sajátmozgása állhat. 

Az AB párost nem tudtam lemérni, de szerencsére ismertek a B csillag pályaadatai, így kiszámítható helyzete és a keringési pályája is felrajzolható. Erre több megoldást is találtam, itt most két rajzot teszek közzé a 3. ábrán:

3. ábra: Az AB komponens pályamegoldásai.

A bal oldali saját Excel táblázattal készült rajz, a jobb oldali a 6th Orbit Catalog-ból származik. Vegyük észre a két pályaalak közötti egyezést, és B kísérő közel azonos helyzetét 2023-as évre. Keringési ideje 554 év.

A rendszer C jelű csillaga is egy nagyon szoros kettős. A változó csillagászok V*AD Leo néven ismerhetik ezt a csillagot. Távcsővel nem lehet a komponenseket szétválasztani, de itt is ismertek a kisérő pályaadatai, így ennek is meg lehet határozni a pálya alakját és a kisérő jelenlegi helyzetét. A 6th Orbit Catalog-ban nem találtam erre megoldást így csak a saját számításra támaszkodhatom, amit a 4. ábra mutat.

4. ábra: A Cb kísérő pályája.

Látható, hogy a pálya síkjára majdnem az éléről látunk rá, ezért ilyen keskeny, és elnyúlt. Egyébként a kisérő 26 évente tesz meg egy kört a főcsillaga körül.

Most pedig nézzük meg, milyenek ezek a csillagok, illetve milyen asztrofizikai jellemzőik vannak. Igen érdekes és vegyes képet mutat a társaság. A Gaia adatok hiánya miatt most is csak azokat vizsgálom, amikről vannak mérések a DR3-ban. A 3. táblában látható a komponensek főbb jellemzőinek összefoglalása.

3. táblázat: A komponensek főbb asztrofizikai jellemzői.

A fentiek alapján  el lehet helyezni a tagokat a HRD-n is, amit az 5. kép mutat.

5. ábra: A tagok helyzete a HRD-n.

Nos, mint már fentebb említettem, ebben a rendszerben igen vegyes társaság verődött össze az idők folyamán. Van köztük narancsos óriás csillag, van vörös törpe és van sárga napszerű csillag is. A következő ábra a mérteket hivatott összehasonlítani.

6. ábra: A tagok összehasonlítása.

Ezek után több kérdést is tisztázni kell. Az első és legfontosabb, hogy ez a vegyes társaság egyáltalán ténylegesen fizikai kapcsolatban áll-e egymással?

Ha a WDS historikus adatait egy koordináta rendszerben ábrázoljuk, és segítségül hívjuk az Excel trendvonalát, pontosabban ennek illeszkedési pontosságát az adatpontokhoz, már sok mindenre fény derül. Főleg akkor, ha ebben a diagramban berajzoljuk a két csillag összesített mozgásvektorát is, akkor már láthatjuk egy lehetséges gravitációs kötés valószínűségét. A következő ábrán az értékelhető párok ilyen diagramjai láthatók.

7. ábra: A történelmi adatok diagramjai.

A piros vonal a várható mozgás vektort, a zöld pedig a megfigyelések alapján számolt tényleges vektort jelenti. A CD és CF párok esetében ezek párhuzamosak és nagyságuk is közel azonos. A CE pár esetében ezek inkább összetartanak, ami még feltételez egy gyenge fizikai kötődést. De a trend vonal iránya a főcsillagtól kifelé mutat, a megfigyelési adatok is egy csomóban találhatóak, így biztos, hogy egy gyenge kötéssel állunk szemben. A CD esetében sem lehet nagy a kötés energiája, hiszen a trendvonal egy hiperbolikus pályát kezd kirajzolni. A CF esetében már erősebb lehet a kötés energiája, hiszen a trendvonal a főcsillag felé mutat, a mérési adatok is elhúzódnak. 

A lehetséges gravitációs kötés egyéb indikátorait az alábbi táblázatban foglaltam össze.

4. táblázat: A fizikai kapcsolatok valószínűsége.

Látható, hogy a tagok távolságadatai között nincsen átfedés, azaz nagyon messze vannak egymástól. Viszont az égboltra vetített szeparáció értéke nagyon is belül van a két csillag tömegéből számított elméleti gravitációs limit határán.  A historikus adatokból számított maximális keringési sebességet egyik pár esetében sem haladja meg a megfigyelésekből számított sebesség. Az utolsó oszlopban látható a fizikai kapcsolatok valószínűségének százalékos értéke. Ez alapján bátran kijelenthető, hogy mindhárom páros fizikainak tekinthető.

Másik kérdés, hogyan lehetséges, hogy a C tag, mint egy vörös törpe legyen a rendszer központja? Nos, ha így lenne, akkor Newton fején nem csak koppant a mondabeli alma, hanem rögtön szét is tottyant volna.  Azt gondolom, hogy igazából a D jelű óriás lehet a rendszer súlypontjában, viszont tőlünk nézve a C vörös törpe közelebb van, ergo fényesebb, mint a D óriás. (Lásd még az extinkció jelenségét). A földi megfigyelőnek a fényesebb csillag tűnik nagyobb tömegűnek, így a történelem folyamán az összes mérést így végezték el. Ettől még 4 táblázat utolsó oszlopában levő számok érvényesek.

Végezetül lássuk az Algieba rendszerének ún. hierarchia fáját. Feltüntettem a tagok közötti szeparáció értékét, továbbá a kapcsolat típusát is. A VB vizuális binárist jelent, a B pedig binárist.

8. ábra: Az Algieba hierarchia fája.