Egy, eddig nem katalogizált többes rendszer

 

Amióta Galilei az ég felé fordította távcsövét, rengeteg mindent fedeztünk fel a csillagok világából. De minél többet tudunk, annál több ismeretlenre derül fény. Így van ez a kettőscsillagok világában is. A csillagok furcsa jószágok, nem szeretnek magukban fuzionálni. Vagy bolygórendszerekkel veszik körül magukat, vagy csillagtársulásokat, csillagrendszereket alkotnak. Becslések szerint a galaxis csillagjainak több, mint fele tartozik kettős, vagy többes rendszerhez. Ehhez képest a kettős csillagokat nyilvántartó Washington Double Star Catalog (WDS) kb 150 ezer bejegyzést tartalmaz. Van még mit felfedezni a kettős csillagok világában is! Nagyon sok csillag kering egymás körül odakünn a galaxis végtelenjében, anélkül, hogy tudnánk róluk. Most egy ilyen lehetséges többes rendszerről lesz szó. (A vezető képet AI-vel rajzoltam).

Az Androméda csillagkép elhanyagolt kettőseit kimérő projektem egyik felvételén tűnt fel nekem egy csillagcsoportosulás. No ezek nem fényes csillagok, olyan 13 magnitúdó körül lehetnek, de érdekes alakzatot, csomót alkotnak. Ezért megvizsgáltam őket, megkerestem az asszociációt alkotó tagok Gaia DR3 adatait és érdekes dolgokra bukkantam.

Ha esetleg valaki vizuálisan is meg szeretné tekinteni őket, akkor a távcsövén a 00 30 52,971 +37 09 25,57 koordinátákat kell beállítania. 

Először is nézzük meg az ominózus felvételt, ami ez év október 5-én készült az Utah-i T21-es távcsővel. 

Az október 5-i fénykép a csillagmezőről.

A kép közepén az eredeti célpont, a 00318+3658 (STT 13) négyes rendszere, karikában pedig a bejegyzés tárgyát adó asszociáció, vagyis egy lehetséges, új öt csillagból álló rendszer. Közelebbről a következő kép mutatja őket, ahol már bejelöltem a tagokat is.

Új öt csillagos rendszer tagjai.

Megnéztem az Aladin interaktív atlaszban is, ahol a DSS fényképén is szépen látszanak a tagok:

Az új rendszer a DSS égboltfelmérés fényképén.

Lekérve a csillagok adatait a DR3 adatbázisból kiderült, hogy ezek közel azonos távolságra vannak Naprendszerünktől. A főcsillag távolsága 930 parszek (3031 fényév). Nem mondható éppen szomszédnak. Némelyiknél még a sajátmozgások is közel hasonlók voltak. Így nagy várakozással merültem el a részletes vizsgálatokba. Előre bocsátom, hogy a főcsillag alatt látszó fényesebb csillag is a rendszerhez tartozhat, de sajnos ennek parallaxisát negatívra mérte a Gaia, így ezzel a csillaggal most nem számoltam. Úgysem kaptam volna értékelhető eredményt. No, de nézzük meg a többi csillagot. 

Először is kimértem a tagokat amit a következő táblázatban foglaltam össze:

A tagok 2023-as mérési eredményei.

Mint látható a  D jelű csillagot csak a C jelű kísérőjének vettem. A fényességnek a Gaia által mért G magnitúdó értékeit adtam, amelyek jól közelítik a fényképeken mért és átlagolt delta magnitúdó által kalkulálható értékeket.

Meghatároztam a csillagok főbb fizikai jellemzőit is, ezt tartalmazza a következő tábla:

A tagok főbb fizikai adatai.

Ezek alapján elhelyeztem őket a HRD-n is, ami a következő képen látható:

Csillagok a HRD-n.

Nagyon szépen látszik, hogy ezek a csillagok a mi Napunkhoz hasonlóak, mint sugárban, mint tömegben nagyobbak azért nála, de színkép típusuk megegyezik. A HRD-n is a Nap körül csoportosulnak, azaz fősorozati csillagokról van szó. Fémtartalmuk is alig tér el a mi Napunkétól, de annál némileg kisebb (~ -0,1). Mindezek a tények és a később ismertetésre kerülő sajátmozgások arra engednek következtetni, hogy ezek a csillagok testvérek lehetnek, azaz valamikor együtt keletkezhettek, de nem biztos, hogy a mai helyükön. Koruk megállapítása nehéz, de ismerve a G típusú csillagok élettartalmát ( ~20 milliárd év), véleményem szerint a mi Napunkkal egyetemben életük derekán lehetnek, illetve már annál kissé már túl vannak.

A következő képen méretarányosan ábrázoltam őket:

A csillagok méreteinek összehasonlítása.

A fent leírtakból kitűnt, hogy testvérek alkotják ezt az asszociációt, most vizsgáljuk meg a köztük esteleg kimutatható fizikai kapcsolatot. Ez azért nehéz, mert egyik csillag sem szerepel a SIMBAD katalógusban, vagyis eddig egy csillagász és műhold sem vizsgálta őket, csak a Gaia. Így két adattal kellett dolgoznom, a saját mérésemmel és a Gaia méréseivel, ami 2016-os epochára vonatkozik.

Így készítettem el a következő grafikonokat:

A tagok grafikonjai.

A piros nyilak a két csillag előre jelzett eredő mozgás vektora, a zöld nyíl a mérésekből számított eredő mozgás vektor. Látszik, hogy ezek nagysága és iránya különböző. A nagyság különbség leginkább a kevés adat számlájára írható, a CD tagok esetében majdnem párhuzamosan futnak, ami azt jelentheti, hogy a két csillag között nincsen kölcsönhatás, egymástól nem zavartatva róják útjukat a galaxis központja körül. De mit mutatnak a számok?

Az egyes viszonylatok sebesség adatai.

A fenti táblázat "rPM" oszlopa mutatja a sajátmozgás hányadosokat. Az AB esetben közös sajátmozgású (CPM) párról van szó. A WDS 0,3 rPM érték alatt tekinti fizikainak a párt, így ez már biztosan fizikai kettős. Az AC és CD viszonylatban hasonló saját mozgású (SPM) értéket látunk. Véleményem szerint ez azt jelenti, hogy valamikor ezek is CPM-ek lehettek, gravitációsan kötöttek voltak, de valamiért elkezdtek szétszakadni. Az AE viszonylat már különböző sajátmozgású (DPM), vagy már teljesen megszűnt a gravitációs kötés, vagy sosem volt.

A szökési sebesség és a radiális sebesség különbsége szerint ezek optikai párok, aminek ellentmond a maximális keringési sebesség és megfigyelt sebesség viszonya. Ez utóbbi azt mutatja, hogy az AC viszonylatot kivéve mindegyik fizikai. Eléggé ellentmondásos így a dolog!

Távolság adatok, és a végső valószínűség.

Most nézzük meg a csillagok egymás közötti távolságát, hátha az segít tisztázni a viszonyokat. Az első oszlop az "Overlap" , átfedés azt mutatja, hogy a fizikai távolságok között nincsen átfedés, a legkisebb érték az AB-nél látható, ezek vannak legközelebb egymáshoz a térben. Meglepetésre a CD, ami a legszorosabbnak látszik, térbeli távolsága nagy. A látszó, azaz az égboltra vetített szeparációk is bőven meghaladják a gravitációs kötés elfogadott, de csak elméleti 2 000 AU-s határát, No de önmagában ez még nem jelent semmit! Most nézzük a következő oszlopot, ami a főcsillag tömegéből számított elméleti és látszó gravitációs kötés határát tartalmazza. Ezek szerint a főcsillag projektált gravitációs kötési határa 4 022 AU, amit jócskán meghalad minden szeparációs érték. Newton óta tudjuk, hogy a testek kölcsönhatásban állnak egymással. Tehát nem csak a főcsillag gravitációja hat a kísérőkre, hanem azok is hatnak a főcsillagra. Így az összesített gravitációs határt mutatja a következő oszlop. Itt már jobb a helyzet, hiszen az AB és AE szeparációk már beleférnek. Szemléletesebb, ha a projektált távolságokat egy grafikonon ábrázolom, mint a következő képen:

Égboltra vetített távolságok.

A narancssárga vonal a főcsillag, a szürke vonal a két csillag közös gravitációs kötési határát jelzi. A pontok pedig a szeparációkat. Ezek alapján arra következtethetünk, hogy az AB és AE pároknak van esélye fizikai kapcsolódásra, a többieknek nem.

Mégis, figyelembe véve a hét feltétel értékeit, a valószínűségek azt mutatják, hogy az AB páros biztosan fizikai kettős, ezt támasztja alá a CPM érték is, keringési időnek 493 464 évet számoltam, az AC páros talán fizikai, gyenge gravitációs kapcsolódással és 2 349c 481 éves periódussal, az AE-nél is ugyan ez a helyzet, de itt nagyobb a keringési idő: 2 896 699 év, a CD esetében pedig valószínű nincsen semmiféle kapcsolat, csak egy irányban látszanak az égbolton, de itt a legnagyobb a két csillag közötti távolság. Lehet, hogy korábban a D csillag is rendszerhez tartozott, ezt támasztják alá a fizikai jellemzői, csak valamiért elsodródott az idők folyamán. Ez a jelenség nem ritka, jól megfigyelhető a nyílt halmazok szétesése esetében is. 

Összefoglalva, jelen esetben egy olyan rendszert sikerült találni, amelynek tagjai csillagászati értelemben azonos korúak és összetételűek, és a tetejébe még erősebb, vagy enyhébb fizikai kapcsolatban is állnak egymással. És eddig ezt a rendszert még senki nem vizsgálta.