Portermelő átlagcsillagok

Új eredmények szerint a bolygók keletkezéséhez szükséges por jelentős részét nem szupernóva-robbanások, hanem kisebb, átlagos csillagok szórhatták szét.

A bolygók kialakulásában, majd később a Földön (és remélhetőleg még sok más helyen) az élet megszületésében kulcsszerepet töltöttek be a nehéz elemek, amelyek a csillagokban fúziós reakciókkal keletkeztek. A belőlük kiszórt anyag egy része porszemcséket alkot, amelyre az űrben a csillagközi gáz ki tud kondenzálódni. A porszemcsék ezzel összetett kémiai fejlődés színterei lesznek a világűrben.

A következő lépésben a sűrű felhőkből csillagok, majd körülöttük bolygók keletkeznek. Utóbbiak születéséhez alapvetőek a fenti porszemek. Ezek hiányában egy csillag körül fennmaradó anyagkorongban a molekulák nem tudnak hova kicsapódni, és növekvő bolygócsírákat, végül planétákat alkotni. A por keletkezése tehát kulcskérdés a csillagászatban. Sokáig azt gondolták a szakemberek, hogy a por nagy része a szupernóva robbanásokkor kirepült anyagban jött létre - azonban egy új felmérés más forrást is javasol.

Martha Boyer és Charles Woodward (University of Minnesota), valamint kollégáik a Spitzer-űrteleszkóppal az M15 jelű gömbhalmazt vizsgálták. A több százezer égitestet tartalmazó csillagcsoportosulás az egyik leginkább fémszegény gömbhalmaz galaxisunkban. Közel 12,5 milliárd éves korával a Tejútrendszerünk fiatal éveiből származik, és mára csak a Napunknál kisebb tömegű égitestek maradtak benne - a nehezebbek már mind leélték életüket.

A Spitzer megfigyeléseivel első alkalommal sikerült kimutatni jelentős mennyiségű poranyagot egy gömbhalmazban. Az M15 központi régiójában sok poros légkörű vörös óriást találtak, emellett kb. 10^-4 naptömegnyi csillagközi port is azonosítottak. A gömbhalmazok időnként áthaladnak a Tejútrendszer fősíkján, és ekkor a fősíkban lévő gáz kifújja a csillagaik közötti anyag legnagyobb részét. A modell alapján a most azonosított csillagközi por nagyságrendileg néhány millió év alatt halmozódhatott fel, méghozzá az M15 idős csillagainak porkibocsátása révén.

Ezek az idős csillagok fémekben (hidrogénnél és héliumnál nehezebb elemekben) szegény ősi anyagból születtek, mégis sok port bocsátanak ki vörös óriás állapotukban. A náluk később született csillagokban már a fiatalabb társaik által legyártott oxigén- és szén-atommagok is jelen voltak. Ezek a hűvös külső tartományokban szén-dioxiddá egyesültek, amely gáz halmazállapotú. A szénatomok ezért itt, a külső rétegekben nem tudtak szilárd porszemekké egyesülni.

Ugyanakkor az elsőként létrejött, idős csillagokban kevés volt az oxigén, ezért a belsejükben (az oxigénnél korábban létrejött) szén nem alkot szén-dioxid gázt a légkörben, hanem szilárd szén alapú szemcséket formáz. Eszerint az első, fémekben szegényebb csillagok elképzelhető, hogy idős korukban több port termeltek, mint később kialakult fémgazdag társaik.

A hamisszínes felvétel az M15 gömbhalmazról, a vörös szín a poranyagot mutatja. Balra a forró csillagok sugárzását, jobbra inkább a hidegebb poranyag emisszióját láthatjuk (M. Boyer, C. Woodward, Univ. of MN)

A felmérés tehát arra utal, a Világegyetemben lévő por nagyobb részét az ilyen kisebb, átlagosnak mondható csillagok szórták széjjel. Az állítás további megerősítésre szorul, és amennyiben igaznak bizonyul, részben átalakítja az anyag fejlődéséről kialakult eddigi képünket.

Kereszturi Ákos