Rejtély a Herkulesben

 

A kettős csillagok világa nem csak színes, de néha rejtélyes is tud lenni. Néhány páros az egyszeri észlelőt talányok elé állítja, melyeket azért kisebb, nagyobb sikerrel próbál megfejteni. Ilyen talány a cikkben részletesen elemzett hat csillagból álló rendszer is, mely történetesen a nyári égbolt egyik nagyobb kiterjedésű csillagképében, a Herkulesben található. Általában ezt a konstellációt a két gömbhalmaz miatt keresik fel az amatőr csillagászok, de azért tartogat jó néhány érdekes kettősrendszert is az ez iránt érdeklődőknek. Vezető képen a Herkules csillagkép ábrázolása Bayer Uranometriájából. Forrás: internet.

Szegény Herkules, vagy görögösen Heraklész, fejjel lefelé került fel az égboltra. A vizsgálandó hatos rendszer a bal térdénél található, melyet a WDS-ben 16465+4759 (ES 1089) névvel találhatunk meg. Más katalógusban  TYC 3503-255-1, BD+48 2436 számon található meg. Megfigyelése csak távcsővel lehetséges mert vizuálisan csak 11 magnitúdó. 16h 46m 28.63s +47° 59' 24.0"  koordinátákon található meg az égbolton, amint az 1 ábra mutatja. Az ES 1089 elsődleges csillaga 517 fényév távolságban van a Földtől. 

1.ábra: Az ES 1089 rendszer helyzetét a nyíl mutatja.

T.E. Espin brit amatőr csillagász és lelkész fedezte fel 1911-ben az A, B, C tagokat. A D, E, F tagokat  J-F. Courtot francia amatőr csillagász mérései nyomán adták a rendszerhez a 2000-es évek elején. A WDS-ben a legutolsó észlelésének dátuma 2015. A legtöbbször az AB tagot észlelték, 23 alkalommal, az AC, AD tagokat 13 alkalommal, A DE és EF tagokat pedig csak 8 alkalommal mérték. Többek között ezért is, no meg az alakja miatt is esett választásom erre a csillagrendszerre. 

Többször kíséreltem meg a rendszert magába foglaló égterületet megörökíteni, de a felhők beleszóltak az expozíciókba. Végül csak sikerült 2023. július 17-én 10 db értékelhető képet készítenem róla az Utah-i T02-es 150 mm-es apokromáttal, amit a 2. ábra mutat. Ezen már megjelöltem a rendszer tagjait is.

2. ábra: Az ES 1089 rendszer.

Az előbb a rendszer alakját említettem, amit jól mutat a teljes felvétel, amelyen bekarikáztam a a tagokat, de szerintem a jelölés nélkül is szemet szúr.

3. ábra: A rendszer alakja nagyon jellegzetes.

A következő táblázatban foglaltam össze a legfrissebb mérési eredményeimet.

1. tábla: Mérési eredmények.

Ezeket összevetettem a WDS legutolsó bejegyzéseivel és a most következő eltéréseket kaptam ezektől.

2. tábla: Eltérések a WDS-től.

Azt már első pillantásra megállapíthatjuk, hogy a rendszerben az eltelt 8 évben eget rengető változások nem történtek. Az a kis mértékű elmozdulás, ami tapasztalható, a tagok eltérő irányú és sebességű saját mozgásai miatt történt.

Mielőtt részletesen elemezném a tagok egymás közötti viszonyát, először nézzük meg milyen csillagok alkotják ezt a rendszert. Ebben segítségemre vannak az Európai Űrügynökség (ESA) Gaia Kollaborációjának adatai. Ezekből a tagok sok jellemzőjét lehet kiszámítani, amit a következő táblázatban foglaltam össze.

3. tábla: Tagok asztrofizikai jellemzői.

A színkép oszlopban (Spect) az A komponensen kívül a színképosztály becsült. Pontos mérés, besorolás nem áll róluk rendelkezésre. Az első három oszlopbeli  adatok napegységben vannak megadva. A felszíni hőmérséklet kelvin fokban értendő. A 3. tábla alapján a csillagok elhelyezhetők a HRD-n is.

4. ábra: Tagok helyzete a HRD-n.

Az látható, hogy a B és E tagok kivételével a rendszer csillagjai a fősorozaton, a mi Napunk közelében helyezkednek el. Ami azt jelenti, hogy hozzá méretben és tömegben is hasonlók. Ugyan olyan folyamatok mennek végbe magjukban, mint a Napunkban.  A B viszont már az óriás ágon tartózkodik, sugara és tömege, valamint ennek megfelelően teljesítménye is sokszorosan felülmúlja azt.  Az E komponens, pedig már elhagyta a fősorozatot és útban van az óriás ág felé. 

Az tisztán látszik, hogy ha ez a rendszer fizikai, akkor az elsődleges csillagnak a B komponensnek kell lennie. De az A csillag közelebb van hozzánk, ezért fényesebbnek látszik, így a felfedezők ezt választották elsődlegesnek. 

 Most pedig nézzük meg, a rendszer tagjai fizikai kapcsolatban állnak-e egymással, avagy nem. A minél pontosabb eredmény érdekében lekértem az USNO-tól a náluk tárolt részletes adatokat a rendszerről. 

5.ábra: A WDS történeti adatai ábrázolása grafikonon.

A Gaia mérések és a WDS történelmi mérései alapján készültek az 5. ábrán látható grafikonok. Ebből jól látható, hogy az AB viszonylatban a B csillag egyenletesen távolodik az A komponenstől, viszont az eredő mozgásvektorok (piros előre jelzett, zöld mért) nagysága és iránya közel azonos, így itt feltételezhető valamiféle kölcsönhatás a két csillag között. Ha ez létezik, akkor nagyon gyenge lehet, mivel jelenlegi ismereteink szerint 1 090 parszek (3 554 fényév) választja el őket. 

Az AC viszonylatban a mérési adatok egy csomóban vannak, a mozgásvektorok nagysága azonos, iránya viszont ellentétes. A tagok közötti térbeli távolság 0, 05 parszek (0,16 fényév) már igen bíztató.

Az AD viszonylatban is látható, hogy a történelmi adatok egy csomóban vannak, de a mozgásvektorok iránya és nagysága megegyezik. A tagok közötti térbeli távolság 25 parszek (82 fényév).

A DE viszonylatnál is a történelmi mérések egy gruppban vannak, és a mozgásvektorok is egyirányúak és azonos nagyságúak. Itt a tagok közötti távolság már 411 parszek (1 339 fényév).

Az EF viszonylat is hasonló az előzőkhöz. A tagok közötti térbeli távolság pedig 335 parszek (1 094 fényév).

A mozgásvektorok azt mutatják hogy a tagok között lehetséges erősebb-gyengébb gravitációs kölcsönhatás. Ha egyenként az észlelések évének függvényében ábrázolom a szeparációkat és a pozíció szögeket az következő grafikonokat kapom.

6. ábra: Történelmi adatok bontása.

Az AB viszonylatban jól látható a távolódás a két csillag között. Az AC viszonylatban kicsi az elmozdulás, amit a mozgásvektor nagysága is jelez, az adatpontok egy tartományban mozognak. Az AD viszonylatban ismételten megfigyelhető egy egyenletesen távolodó mozgás, akárcsak a DE és EF viszonylatban. Ezek arra engednek következtetni, hogy a fentálló gravitációs kötés ebben a rendszerben nagyon gyenge lehet.

Azért azt megjegyezném, hogy ez a rendszer "fiatal", a legrégibb mérés csak 120 éves, ami valljuk be a csillagászati értelemben csak egy pillanat.

A többi indikátor vizsgálatának eredményét az alábbi táblázatban foglaltam össze.

4. tábla: Különböző indikátorok vizsgálata.

 

A tagok között távolságadatokban csak az AC viszonylatban van átfedés. (0,05 parszek!) A többinél nincsen. A súlyozott és az égbolt síkjára vetített távolságok mindegyik esetben meghaladják az elsődleges projektált gravitációs kötési határát (MA limit), de csak az EF viszonylatban haladja meg az összesített, projektált gravitációs limitet (SUM M limit). A szökési sebesség és a teljes sebesség viszonyát azért nem tüntettem fel, mert pár csillagnál nincsen radiális sebesség érték, így a teljes sebességet nem lehetett számítani. Amit minden esetben lehet vizsgálni az a maximális keringési sebesség (Vorb) és a megfigyelt sebesség (Vobs) viszonya. Az AC és DE viszonylatban mutat fizikai kapcsolódást, az EF viszonylatban nagyon minimális az különbség, a többi tagnál a maximális keringési sebességet jóval meghaladja az észlelésekből számított sebesség. 

Összefoglalva az AC viszonylatban a teljesen bizonyos a két csillag közötti gravitációs kötés, a DE viszonylatban ez viszont kizárt. A többieknél pedig rejtély. Vagy van, vagy nincs. Tehát jelenlegi ismereteink alapján kijelenthető, hogy az ES 1089 rendszer tagjai közül csak az AC fizikai páros a többit optikainak lehet tekinteni.