A 2023. június 21-én hajnalban, Namíbiában az Isabis völgyében, a Decca Station megfigyelőhelyen készült felvételemet szeretném megosztani veletek, a Messier 8 Lagúna-ködről, a Messier 20 Trifid-ködről és a Messier 21 nyílthalmazról. A kép Skywatcher HEQ-5 mechanikára rögzített 200/800-as Newton-tubussal, átalakított Canon 6D fényképezőgéppel és TS Maxfield kómakorrektorral készült, 66×120 sec objektum (light), 25 sötét (dark), 25 mezősimító (flat), 25 flatdark, ISO1600 kép összegzéséből. A vezetést és a felvételek rögzítését egy Asiair PRO vezérlőegység végezte. A feldolgozás Pixinsight és Photoshop szoftverek segítségével történt.

M8 Lagúna-köd, M20 Trifid-köd és M21 - VCSE - Ágoston Zsolt
VCSE – M8 Lagúna-köd, M20 Trifid-köd és M21 – Ágoston Zsolt

Olvasd tovább

2023. december 28-án még délután is jöttek-mentek a ködfoltok Körmenden, de Szőcén már régóta sütött a Nap, így Károly Lajos amatőrcsillagász társam meghívására elmentem megnézni egy, még a kivitelezés fázisában lévő új csillagvizsgálót. Károly Lajos számára (a Hegyháti Csillagvizsgáló munkatársa, a GAE és az MCSE tagja) felajánlottak egy használaton kívüli csillagvizsgálót, melyet lebontott, majd több mint 50 kilométerrel délebbre újjáépített Szőcén. Bár a megnyitó még nem, de a „beüzemelés” már megtörtént. Próbaészlelések, a szükséges műszaki rendszer kiépítése jelenleg, azaz 2024. március folyamán is zajlanak. A fő műszer egy Zeiss gyártású 150/2150-es Meniscas-Cassegrain-távcső egy revolver okulárkihuzattal, mely a Gotthard Jenő Csillagászati Egyesület tulajdona. (Amint a szakavatottaknak már ennyiből látható, a volt kőszegi csillagvizsgálóról van szó, aminek értékei így Szőcére kerülnek.)

Az új csillagvizsgáló a „régi általános iskola” udvarán áll. „Alatta” – a domb aljánál – pedig a modern faluház, mellette egy bográcsozó-szalonnasütő hellyel. Hangulatos a környezet. Csend van, csicseregnek a madarak, néha-néha lehet hallani tehenek bőgését. Odaérkezésemkor éppen egy kisgyermek csoport sétált ki az udvarról és lelkesen köszöntek még vissza Lajosnak a dombról lefelé gyalogolva a járdáról.

Tornyos Ottóné Éva polgármesterasszony, Kapornaki Sándor – a Hegyháti Csillagvizsgáló munkájában is lelkesen résztvevő amatőrcsillagász – és Károly Lajos beszélgettek és észlelték a Napot, amikor a kis csillagvizsgálóba beléptem. Lelkes tervek hangzottak el arra, hogyan is lehetne vonzóvá tenni a helyet, mind amatőrcsillagászoknak, mind a csillagászat iránt érdeklődőknek.

Nap észlelése a csillagvizsgálóból (balról jobbra: Károly Lajos, Tornyos Ottóné Éva, Kapornaki Sándor)

Még jóval napnyugta előtt sikerült a Napot a távcsővel és egy mobiltelefonnal a kezemben lefényképezni. Mivel már a Nap egyre mélyebbre süllyedt a légköri nyugodtság a horizonthoz közeledve érzékelhetően percről percre egyre gyengébb lett. A készült fénykép alapján is sejthető, hogy 5/10-es érték körülire csökkent. Hozzá kell tenni, hogy a mobiltelefont kézzel tartottam a revolverben található 40 mm-es Zeiss Plössl-okulárhoz.

Olvasd tovább

Fehér törpecsillagok kialakulása

A csillagok életük jelentős részét azzal töltik, hogy magjukban fúziós folyamatok során hidrogént alakítanak héliummá. Ez utóbbi később újabb fúzió révén szénné és oxigénné alakul. Amennyiben a csillag tömege nem haladta meg Napunk tömegének nyolcszorosát, a fúziós folyamatok itt befejeződnek. Az ilyen csillagok életük végén ledobják külső rétegeiket. A folyamatosan táguló köpenyt planetáris ködnek nevezzük. Közepén egy sűrű, szénből és oxigénből álló csillagmag marad hátra, mely zsugorodni kezd, hőmérséklete pedig gyorsan emelkedik. Benne az atomok elveszítik elektronjaikat (ionizálódnak), az atommagok így rendkívül kis térrészre tudnak tömörülni. A gravitációnak már csak az elektronok degenerációs nyomása képes ellentartani, ennek segítségével kerül a mag újra egyensúlyba. Az ily módon kialakult csillagmaradványokat fehér törpéknek nevezzük.

A fehér törpék sugara a Földével összemérhető, átlagos tömegük 0,6-szerese a Napénak. Energiatermelés már nem zajlik bennük, így kialakulásuktól fogva folyamatosan hűlnek. A hűlés addig tart, amíg a csillag egyensúlyba nem kerül a kozmikus háttérsugárzás mindenkori hőmérsékletével. Ekkortól az objektumot fekete törpének nevezzük. A hűlési folyamat azonban hosszabb időt vesz igénybe, mint az Univerzum jelenlegi kora, így ma még nem figyelhetünk meg fekete törpéket.

Fehér törpék kialakulása
A kis tömegű csillagok életútja. Az életük végeztével kialakuló csillagmaradványt fehér törpének nevezzük. Forrás: Encyclopedia Britannica

Bolygók fehér törpék körül?!

A legtöbb érv amellett szólna, hogy fehér törpék körül nem találhatunk bolygókat stabil pályán. Amikor ugyanis egy kis tömegű csillag élete végéhez közeledve vörös óriássá fúvódik fel, elnyelheti a körülötte szűk pályán – kb. három csillagászati egységen (CSE) belül – keringő bolygókat. Az a kérdés továbbra is megválaszolatlan, hogy bolygók túlélhetnek-e a csillag híg köpenyében keringve.

Azonban nem csak a közel keringő bolygók számíthatnak sanyarú sorsra csillaguk életének végeztével. Amikor ugyanis a csillag lefújja-ledobja köpenyének jelentős részét, a tömegvesztés hatására a körülötte keringő bolygók pályája jelentős mértékben megváltozhat. Kepler III. törvényének megfelelően ez első sorban a pálya tágulását jelenti, ami sok esetben ahhoz vezet, hogy a bolygók elhagyják a rendszert. Ezen felül az esetlegesen túlélő bolygók a csillaguk fehér törpévé válása után is megzavarhatják egymás pályáit, így egymásba ütközhetnek, elhagyhatják a rendszert, vagy a csillagba eshetnek. Összességében tehát valószínűtlen, hogy egy fehér törpétől tíz CSE (Csillagászati Egység) távolságon belül keringő bolygót fedezzünk fel (összehasonlításképp: a Szaturnusz 9,5 CSE-re kering a Naptól).

És mégis, mára nem egy fehér törpe körül fedeztek fel bolygókat a kutatók! Az első, témához kapcsolódó felfedezés Stephen E. Thorsett és kutatócsapatának érdeme. Az elsőként 1993-ban észlelt bolygó azonban egy pulzár-fehér törpe rendszer (PSR B1620-26 AB) közös tömegközéppontja körül kering 23 CSE fél nagytengelyű pályán. Ez a rendszer ráadásul az M4 gömbhalmazban található, így fejlődése több szempontból is merőben különbözik a továbbiakban bemutatandó, magányos fehér törpék körül keringő bolygókétól.

Meglepetésként érte a tudományos közösséget Andrew Vanderburg és munkatársainak 2015-ös felfedezése, a WD 1856+534 fehér törpe esetében a TESS űrtávcső mérési adataiban bolygófedésre utaló jeleket találtak, amint a planéta periodikusan elhaladt a csillaga előtt. A WD 1856+534 rendszerről készült későbbi vizsgálatok során kiderült, hogy a felfedezett bolygó nincs egyedül: a rendszerben további öt (!) törpebolygó kering. Az égitestek körpályán keringenek, csillagukat csupán 4,5-4,9 órás periódussal kerülik meg, így pályájuk fél nagytengelye 0,005-0,0056 CSE-nek adódik. Az objektumok mind kis méretűek, átmérőjük 1-100 km közötti. (A Naprendszerben az ilyen méretű bolygók szinte kisbolygónak számítanának- A szerk.)

Ahogy az lenni szokott, az első felfedezést hamar sok másik követte. A WD 1856+534 rendszer feltérképezése óta további 11 bolygót fedeztek fel a kutatók fehér törpecsillagok körül. Közülük hat kis mérete és nagy sűrűsége alapján csakis kőzetbolygó lehet. Sőt, egyikük sűrűsége olyan hatalmas, hogy csakis egy kőzetbolygó vasmagjáról lehet szó. A felfedezett planéták mindegyike a fehér törpéhez közel kering, pályájuk fél nagytengelye csupán 0,003-0,36 CSE. A 11 felfedezésben benne foglaltatik továbbá egy jégóriás és négy gázóriás bolygó is. Egyikük igen távol kering a csillagtól (2500 CSE-re), kettő közepes (11, illetve 35 CSE), kettő pedig szűk pályán kering (0,02, illetve 0,07 CSE). Tömegük a Jupiter tömegének 2,5-14-szerese.

Adódik tehát a legfontosabb kérdés: hogyan kerülnek ide ezek a bolygók? Azon óriásbolygók esetében, melyek jelentős távolságra keringenek csillaguktól (11 CSE és felette), a pálya helyzete könnyedén magyarázható a csillag óriásági tömegvesztése során fellépő pályatágulás segítségével. Azonban a többi óriásbolygó, illetve a kőzetbolygók mindegyike rendkívül közel kering a csillagához.

Fehér törpecsillag körül keringő széteső bolygó
Egy fehér törpe körül keringő bolygó, mely éppen szétesőben van. Az elvesztett szilárd anyag a nagy hőmérséklet hatására szublimál, így por és gáz együtt alkot egy üstökösszerű csóvát.

Széteső bolygók, fémszennyezett csillagok

A kis fél nagytengelyű bolygók mind az úgynevezett Roche-határon belül keringenek: ilyen közel a csillaghoz a saját gravitációs erejük nem tud ellentartani a csillag által kifejtett árapályerőknek, és ezért feldarabolódnak. Valószínű tehát, hogy ezeket a planétákat szétesés közben figyelhetjük meg. Ezt alátámasztja az is, hogy amikor a bolygók elhaladnak csillaguk előtt, a csillag fényességének megváltozása aszimmetrikus. Utóbbi ugyanis egyértelmű jele annak, hogy a bolygókról anyag távozik el, vagyis egy porból vagy illó anyagokból álló, üstökösszerű csóvát húznak maguk után.

A Roche-sugáron belül tartózkodó bolygókkal rendelkező fehér törpék egy további különlegességet is mutatnak: légkörük fémekkel szennyezett. Egy fehér törpe felszínén a gravitációs gyorsulás jelentős, így a nehezebb elemek a csillag középpontjához közelebb találhatók. E szerint légkörükben, azokban a rétegekben, melyeket spektroszkópia segítségével még meg tudunk figyelni, csak a legkönnyebb elemeknek lenne szabad felgyülemleni: hidrogénnek és héliumnak. A fémszennyezett légkörű fehér törpék esetében azonban a fentieknél nehezebb elemeket lehet kimutatni a csillagok spektrumában. Az első fémekkel szennyezett atmoszférájú fehér törpét Adrian van Maanen fedezte fel 1917-ben. Azóta a legkülönfélébb elemek jelenlétét sikerült kimutatni több mint ötven fehér törpe légkörében, úgy mint: O, Na, Mg, Al, Si, P, Ca, Fe, Co, és Ni.

Egy égitest szétesése a Roche-sugáron.
Egy égitest szétesése a Roche-sugáron (fehér folytonos vonal). Időrendi sorrendben: bal felső panel: az égitest alakja a Roche-határ közelébe érve elnyúlik a csillag árapályerőinek hatására. Jobb felső panel: az égitest saját gravitációja nem tud ellentartani az árapályerőknek, így darabjaira hullik. Bal alsó panel: a keletkező törmelék a csillaghoz közelebb gyorsabban, attól távolabb lassabban kering, így az eredeti pálya mentén széthúzódik. Jobb alsó panel: a törmelék gyűrűt formál. Amennyiben a gyűrűben gáz is jelen van, a por és gáz a csillag felszínére esik a viszkozitásnak köszönhetően.

A fehér törpék légkörének fémszennyezettségét a következőképpen magyarázhatjuk: amennyiben egy bolygó a fehér törpe Roche-határán, vagy azon belül kering, anyagot veszít. Ez az anyag a csillag sugárzásának segítségével egyre szűkebb és szűkebb pályára kerülhet (Poynting-Robertson effektus). Ahogy egyre közelebb jut a csillaghoz, a hőmérséklet egyre növekszik, így a por gázzá szublimál. Ez a gáz aztán (a viszkozitás hatására) további pályazsugorodásnak lesz kitéve, és a csillagra hull. Így kerülnek tehát a csillagászati értelemben vett fémek a fehér törpe légkörébe, amivel magyarázhatóvá válik az anomális fémtartalom.

A fémes légkörű fehér törpék spektruma jól reprezentálja a szennyezőanyag összetételét. Az eddigi mérések alapján ezek összetétele hasonló a naprendszerbeli aszteroidákéhoz, illetve kőzetbolygókéhoz. Ez nem meglepő, hiszen a legtöbb, Roche-sugáron belül tartózkodó, szétesőben levő planéta összetétele is földszerű. Természetesen most is akadnak kivételek: két, a fehér törpéjük Roche-sugarán jócskán kívűl keringő gázbolygó központi csillaga szintén fémes légkörű. Adja magát a kérdés, hogy vajon ezekben a rendszerekben is vannak-e a Roche-határon belül keringő kőzetbolygók?

További érdekességképpen megjegyzendő, hogy a fehér törpék atmoszférájában fellelhető fémek izotóparányai alapján a közeljövőben az is megállapíthatóvá válhat, hogy a csillagba eső bolygón lemeztektonikai folyamatok is végbementek-e. Lemeztektonika természetesen csak kőzetbolygók felszínén lehetséges, azonban a Földön alapvető fontosságúak a szénkörforgás, és ezzel együtt az élet fenntartásához.

A téma iránt mélyebben érdeklődők remek összefoglalót olvashatnak Dimitri Veras 2021-es cikkében. A fémszennyezett légkörű fehér törpék témakörét ugyanő 2016-os összefoglalójában járja körül bővebben.

 

Jelen írás nem születhetett volna meg Dr. Regály Zsolt kitartó témavezetői munkája és mérhetetlen odaadása, valamint a Konkoly Csillagászati Intézet demonstrátori programjának és a Kulturális és Innovációs Minisztérium ÚNKP-23-2 kódszámú Új Nemzeti Kiválóság Programjának a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Alapból finanszírozott szakmai támogatása nélkül.

A következőkben márciusi amatőrcsillagászati megfigyelésekhez szeretnénk ajánlani néhány objektumot.

A Nap márciusban 6:00 (KözEI) körül kel, 17:45 (KözEI) körül nyugszik. (A KözEI a Közép-Európai Idő rövidítése, megegyezik a polgári téli időszámításunkkal, KözEI=UT+1 h, ahol UT a Universal Time, a világidő.) Az észlelés napnyugta után – témaválasztástól, távcső felállításától függően – körülbelül egy-másfél órával már elkezdhető. A csillagászati szürkület a napnyugta utáni, illetve napkelte előtti 1,5-2 órát felölelő időszak. Utolsó negyed március 3-án, újhold március 10-én, első negyed március 17-én, telehold március 25-én lesz.

Csillagászati szürkület alatt azt az időszakot értjük, amikor a Nap már legalább -12°-on vagy mélyebben van a horizont alatt, de a -18° horizont alatti magasságot még nem éri el. A -18°-os érték elérése után áll be a teljes sötétség.

VCSE – Az égbolt látványa Zalaegerszegről nézve 2024. március 15-én este 22 órakor. (Az égtájak rövidítése: N: észak, NE: északkelet, E: kelet, SE: délkelet, S: dél, SW: délnyugat, W: nyugat, NW: északnyugat.) A világoskék sáv a Tejút sávja. A koncentrikus körök húsz fokonként (20°, 40°, 60° és 80°) a horizont feletti magasságok, a sugarasan kiágazó vonalak az azimutok 20 fokonként. – A kép a Cartes du Ciel programmal készült.
VCSE – Az égbolt látványa Zalaegerszegről nézve 2024. március 15-én este 22 órakor. (Az égtájak rövidítése: N: észak, NE: északkelet, E: kelet, SE: délkelet, S: dél, SW: délnyugat, W: nyugat, NW: északnyugat.) A világoskék sáv a Tejút sávja. A koncentrikus körök húsz fokonként (20°, 40°, 60° és 80°) a horizont feletti magasságok, a sugarasan kiágazó vonalak az azimutok 20 fokonként. – A kép a Cartes du Ciel programmal készült.

Olvasd tovább