PTES petitioning the empty sky

www.francsicslaszlo.hu

A Tarantula-köd

 
  • objektumadatok:
  • -------------------
  • Aranyhal (Dorado) csillagkép
  • típus: csillagkeletkezési régió
  • látszólagos fényesség: 8 mag
  • kiterjedés: 40'x25'

A jelenségről

 

A Nagy Magellán-felhő az óriások birodalma. Itt fedezték fel a közeli univerzum, a lokális-halmaz legnagyobb csillagtársulásait, benne a legfényesebb és legnagyobb tömegű csillagokkal. Az óriásokat pedig a Tarantula-köd ragyogó gázfelhői ölelik körbe. Azonban mivel messze van, a déli félteke egén, egy óriási automata távcsővel eredtem a nyomába.

  • képadatok:
  • -------------
  • 510/2280 Corrected Dall-Khirkam
  • FLI-PL6303E CCD
  • 30 min LRGB
  • 2013. március
  • Siding Spring, Ausztrália
  • ---------------
  • A felvételt az Itelescope hálózat távcsöveivel készítettem

kapcsolódó képek

 
 
 
Az ngc2070

A Tarantula-köd, amivel a kozmosz felülmúlja képzeletünket

 

Eresszük szabadon a képzeletüket, és gondoljunk el egy olyan égboltot, ahol már a szürkületben is jól látszódó hatalmas csillaghalmazok ragyognak felettünk, s a kiterjedt gázködök árnyékot vetnek a Földre. Ahol nem a Tejút halvány sávja dereng az égen, hanem a galaxis egésze rajzolódik ki felülnézetből, porfelhőktől nem takart, ragyogó galaxismaggal, tekergő spirálkarokkal. Az amatőrcsillagászok Mekkája lenne minden bizonnyal az a hely, ahonnan mindez egyszerre látható. Bolygónkról ehhez hasonlót régi földtörténeti korokban sem igazán észlelhettünk volna, ugyanis a fentebb leírt izgalmas részletekben gazdag égbolt csak a kozmosz egy aktív csillagkeletkezést mutató régiója szomszédságában létezhet, magasan a Tejút síkja felett. A Magellán-felhőkben azonban vannak ilyen helyek, amelyeket éppen ebben az időszakban teszi igazán érdekessé új csillagok viharos születése.


A Nagy Magellán-felhő - amelyet a perzsa csillagász Abd al-Rahman al-Sufi jegyzett le először 964-ben, de Ferdinánd Magellán 1519-es úti beszámolója tette közismertté - kisebb testvérével, a Kis Magellán-felhővel együtt több százmillió naptömegnyi semleges hidrogént tartalmaz. A sajátmozgás-vizsgálatok alapján a két felhő most tartózkodhat galaxisunk, a Tejút körüli pályájának pericentrumán. (Egy másik elmélet szerint éppen csak elhaladnak galaxisunk mellett - ebben van némi bizonytalanság a csillagászok körében.) A három galaxis - a két kísérő és a Tejút - együttes gravitációs mezőjének játéka eredményeképpen a kísérők hidrogénből álló csillagközi anyagfelhői instabillá váltak.



 

A szuper csillaghalmaz

Az instabilitást követően a Nagy Magellán összeomló gázfelhőiben 10-20 millió éve robbant ki az intenzív csillagkeletkezés. A kísérőgalaxisba képzelt bolygónk égboltján óriáscsillagok, hatalmas csillaghalmazok, és minduntalan felizzó új csillagokat termő gázfelhők ragyogják be az eget. A legaktívabb régió a Doradus 30 párját ritkító jelenség, a lokális halmaz, azaz a Tejút-Androméda-M33 rendszerének a legfényesebb HII zónája, a Földhöz legközelebb eső extragalaktikus csillagkeletkezési régió.


A Doradus 30-at, ahol a Dorado latin kifejezés, magyarul Aranyhal, a csillagkép nevét jelöli, Tarantula-ködként emlegetik a csillagászok. A Tarantula, vagyis a pók a ködösség távcsőben megpillantható csápos-póklábas alakjára utal. A kivételesen fényes gázfelhőt a benne elhelyezkedő óriási csillagtársulás, az NGC 2070 jelű OB asszociáció csillagainak ionizáló sugárzása kelti életre. A nagy kiterjedésű csoportosulást a csillagászok SSC-nek, azaz szuper csillaghalmaznak (super star cluster) nevezték el, és nem ok nélkül! Sehol máshol a lokális halmazban nincs még egy ilyen extrém sűrűségű társulás, mint az NGC 2070. Benne 100 - 1000 „O” színképtípusú csillagóriás lakik és a körülöttük lévő halványabb tagok együttesen 100.000 - 1.000.000 Nap tömegével bírnak. A gigászi OB asszociáció, és a körülötte terjengő Tarantula ködösségének középpontjában pedig az R136 jelű csillaghalmaz bújik meg.



 

  A legnagyobb csillagok

Az R136 halmaz elnevezésében az R betű a pretoriai (nem az oxfordi) Radcliffe Obszervatórium a Magellán felhők fényes csillagait gyűjtő 1960-as katalógusának jelölése. Egy 2 millió éves, óriási nyílthalmazról van szó, ami azonban nem emlékeztet minket a Fiastyúkra, vagy a Perseus Ikerhalmazra, ugyanis azoknál sokkal sűrűbb és fényesebb. Sugárzásával és csillagszeleivel a Tarantula-köd anyagát másodpercenként 35 km-rel tolja kijjebb, miközben újabb csillagkeletkezési hullámot indukált, ami 1 millió éve tart. Sűrűségéből és tömegéből pedig arra következtetnek egyes csillagászok, hogy gömbhalmazként fogja életét leélni. Mindeközben a minden szempontból páratlan társulás egyértelműen a Tarantula régió legnagyobb tömegű csillagainak otthona, de az eddigi kutatások más lokális halmazbéli galaxisokban sem találtak extrémebb példányokat az R136-bélieknél. A szokatlanul sok O szinképtípusú szuperóriás mellett a Wolf-Rayet (WR) csillagokból is többet azonosítottak benne. A WR-csillagok egyik legfényesebbike a Melnick 34, aminek luminozitása azaz fényessége 5 millió (!) Napéval ér fel, tömege pedig annak 133-szorosa, ami éppenhogy csak alatta van a csillagkeletkezéssel foglalkozó kutatások által leírt felső határnak, a 150 naptömegnek. Tehát a Melnick 34 egyike azoknak a kivételes gigászoknak, amelyek súrolják a csillagok méretének legfelső határát, de megerősítik a tapasztalatokat. Hihetetlen, de a Tarantula belsejében még nagyobb behemótok is léteznek. Az R136-ban korábban 3 fényes objektumot katalogizáltak, az R136a-t, b-t és c-t. Az R136a tömegét korai kutatások 1000-3000 naptömegre becsülték, azonban kiderült, hogy a vélt csillag valójában egy csillagcsoport összeadódó fénye. A csoport tagjait fényességük szerint 1-től 7-ig sorszámozták. 2010-ben angol csillagászok a Hubble Űrtávcső pontos méréseiből kiszámították, hogy az R136a1, tehát a legfényesebb tag tömege 265 Napéval egyenlő. (Születése óta eltelt idő alatt nagyságrendileg 50 naptömegtől megszabadult, így keletkezésekor több, mint 300 naptömegű lehetett) Ez az eredmény bizony komoly kérdések elé állította a csillagkeletkezés szakértőit, ugyanis magyarázatot kellett találniuk a szokatlan méretű égitest mibenlétére. Vizsgáljuk meg a csillagok felső határára vonatkozó eddigi eredményeket!


A csillagok méretének maximumát elméleti alapokon csak nagyon bizonytalanul tudják megjósolni. Az asztrofizikai mechanizmusok alapján történő meghatározás az Eddington-fényességet, másnéven Eddington-határt állítja a csillagok korlátlan növekedésének útjába. Az angol Sir Arthur Stanley Eddington (1882-1944) elméletéből következik, hogy egy zéró korú fősorozati csillag sohasem lépheti túl azt a tömeget, ahol a csillag hőtermeléséből fakadó sugárnyomás legyőzi az égitest tömegvonzását, ugyanis ebben az esetben a csillag szétfújja önmagát. (Ez történik a planetáris-ködök és a Wolf-Rayet csillagok esetében, amikor a csillag elveszti saját külső rétegeit, azonban ez utóbbi két jelenség nem a fősorozati csillagoknál következik be.) Az Eddington-határ bizonytalan, de nagyságrendileg 440 Naptömegig megengedi a csillagok létezését. A távcsöves vizsgálatok tapasztalatai alapján azonban 150 Naptömegnél kell meghúznunk a határt. A sűrű és fiatal csillaghalmazokat feltérképező és azokból statisztikát felállító vizsgálatok szerint a csillagközi felhőből születő égitestek növekedésének eddig pontosan meg nem magyarázott folyamatok határozottan gátat szabnak.
A Tejút legsűrűbb csillaghalmazai az Arches és a Quintuplet halmazok a galaktikus centrumban foglalnak helyet, és rendre csupán 2 és 4 millió évesek, így a legnagyobb tömegű csillagaik sem robbantak még fel szupernóvaként, az Arches halmazban biztos nem. A keletkezési folyamatokat leíró modellek 10-30 darab 150 naptömegnél jóval masszívabb csillag jelenlétét jósolták ezekben halmazokban, a vizsgálatok azonban egyet sem találtak meg közülük. A csillagok tömeg szerinti eloszlásának grafikus görbéjén 150 naptömegnél a csillagok váratlanul elfogynak, és a görbe levág. A nagyon masszív csillagok létrejöttének hiányáért a kutatók a keletkezés időszakában lejátszódó kétféle mechanizmust igyekeznek felelőssé tenni. Egyrészt megtorpanhat a csillagokra történő anyag behullása, például, ha a csillag kilökődik a felhő centrumából, másrészt az anyag behullása (akkréció) ellenére bizonyos csillagtömeg felett felerősödő csillagszél több anyagot lök vissza a behullónál. A tapasztalati határt átlépő égitesteknek nagy valószínűséggel más módon kellett létrejönniük. Ekkor képbe kerülnek az alternatív megoldások, amik a hagyományos gazfelhőből való születés után a csillagok egy szoros kettős vagy többes rendszerből való egyesülését, vagyis újraszületését írják le. A probléma ott van, hogy a különc hiperóriásokból nagyon keveset ismerünk ma (fél tucatot sem), ehhez jön az a tény, hogy amelyiket ismerjük, azt rendkívül nehéz a nagy távolsága (pl.: R136a1), vagy a sűrű abszorpciós közeg miatt (pl.: Pistol Star) vizsgálni. Tehát a további bizonyítható magyarázatokra még várnunk kell. Azonban azt biztosnak tekinthetjük, hogy ezek az extrém égitestek léteznek, azaz nem több égitest összeolvadó fényei, ugyanis ezt a lehetőséget spektroszkópiai elemzésekkel, és röntgentávcsöves vizsgálatokkal is kizárták.

Minden esetre az így létrejött óriás, az R136a1 a Napénál 1200-szor nagyobb felszíne rendkívül forró, 53.000°C hőmérsékletű, aminek köszönhetően felületi fényessége a Napénak 7000-szerese. Ekkora sugárzás ekkora felületen hihetetlen, de 8700.000-szer teszi fényesebbé az R136a1-et a központi csillagunknál. Ne is tűnődjünk azon, mi történne a Földön, ha a Naprendszer középpontjába helyeznénk…



 

  Az öregebb halmazok

Térjünk vissza a Tarantula-ködbe! A ködóriásban zajló események egy sokadik fázisát alkotják a Nagy Magellán-felhőben lejátszódó csillagontó folyamatoknak. A csillagászok a régióban 10-25 millió éves csillagpopulációkra is bukkantak, például a 20-25 millió éves Hodge 301 halmazban. Mindez azt támasztja alá, hogy a Tarantula-ködben több generációs csillagszületés ment végbe. A terület korábbi csillagóriásai szupernóvaként robbantak fel korábban, csak az elmúlt 10.000 évben legalább 40 vendégcsillagot láthatott az emberiség. 1885 óta, 100 év után a lokális halmaz egyetlen szupernóvája is itt fénylett fel, az 1987A.


 

  Szupernóvák

A Nagy Magellán-felhő, benne a Tarantula-köd 165.000 fényévnyire van Földünktől, és halvány fényfoltként dereng a déli félteke egén. Ha csupán az Orion-köd távolságában helyezkedne el, árnyékot vetne. Szabad szemmel láthatnánk szálas szerkezetét, és kisebb távcsővel észlelhetnénk a hidrogéntől vöröses színét is. Ha szupernóva robbanna benne, az a Telihold fényességével ragyogna, és 1024 gamma fotont sugározna a földfelszínre egyetlen perc alatt, ami a robbanások sokszori ismétlődése esetén képes lenne a földi élet fejlődésének megváltoztatására. Így hát érdemes elgondolkoznunk, hogy lehetséges, nem véletlenül élünk egy olyan Naprendszerben, ahonnan nézve bár a kozmosz unalmasabb, környezetében csend és béke van.