Élet és tudomány

Ősi ikercsillagok

Megjelent az Élet és tudomány 2009. júliusi számában

Írta: Gajzágó Éva

A Világegyetemben megszülető első csillagok nem csak magányosan, hanem néha párokban is keletkeztek – erről számol be egy, a Science-ben megjelent tanulmány. A stanfordi SLAC Nemzeti Gyorsító Laboratórium Kavli Asztrofizikai és Kozmológiai Intézetének két asztrofizikusa, Matthew Turk és Tom Abel a korai Világegyetemben végbemenő csillagképződési folyamatokat modellező számítógépes szimulációval jutott erre az eredményre.

„Többnyire úgy gondolunk az első csillagokra, hogy azok magányosan, egyenként keletkeztek, de most a szimulációból azt látjuk, hogy néha bizony párokban születnek – mondta Turk. – Mivel pedig ezek a csillagok és a bennük megtermelt elemek befolyásolják a csillagok további generációinak és a galaxisoknak a kialakulását, fontos ismernünk, hogy ők maguk hogyan keletkeztek.”
A minden korábbinál részletesebb számítógépes szimulációban felépített virtuális Világegyetembe a kutatók kezdőállapotként olyan atomos- és sötét anyag eloszlást tettek be, amilyen az nem sokkal a Nagy Bumm (Ősrobbanás) után lehetett. Az erre vonatkozó adatok Nagy Bumm utáni, a teljes Világegyetemet betöltő maradványsugárzásból (kozmikus mikrohullámú háttérsugárzásból) ismertek.
A kutatók öt, egyenként a Világegyetem 400 kvadrillió köbkilométerét lefedő szegmensre futatták le a 64 processzorral is háromhetes futási idejű szimulációt. A program az első III. generációs csillagok keletkezésére összpontosított: ezek nagy tömegű, forró csillagok, amelyek mindösz-
sze néhány százmillió évvel a Nagy Bumm után keletkeztek.
A szimuláció kezdetén gáz- és sötétanyag-tömegek örvénylettek a forró, sűrű Világegyetemben. Ahogy az Univerzum fokozatosan hűlni kezdett, az anyagtömegekből a gravitáció csomósodásokat hozott létre, amelyekben további sűrűsödéssel megindult a csillagképződés. Ám a kutatók meglepetésére, az öt szimulációból az egyikben a sűrűsödő por- és sötétanyag-felhőben nem egy, hanem két csillag kezdett formálódni: az egyik 10 Napnak, a másik 6,3 Napnak megfelelő tömeggel. Mindkét csillag a szimuláció végéig folyamatosan fejlődött, és úgy tűnt, hogy a továbbiakban (erre a szimuláció már nem terjedt ki) még ennek a sokszorosára nőnek.
„Az eredmény, túl azon, hogy meglepő, egyúttal új megfigyelési lehetőségeket is nyit – mondta Abel. – Ezek a nagy tömegű csillagpárok ugyanis a továbbiakban szupernóvákká válnak, majd ezt követően fekete lyukká zuhanhatnak össze. Két egymás körül keringő fekete lyuk – ezt más szimulációkból tudjuk – gravitációs hullámokat hoz létre, amelyek viszont detektálhatók olyan berendezésekkel, mint például a LIGO (Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory), vagy ha egy még nagyobb fekete lyukká olvadnak össze, a LISA (Laser Interferometer Space Antenna) berendezéssel. Vagy ha csak az egyikük alakul fekete lyukká, és anyagot szív el a társától, akkor olyan gamma-kitöréseket hozhat létre, amelyek észlelhetők a Swift vagy a Fermi gamma-kitörésjelző űrtávcsövekkel. Ezekkel a megfigyelésekkel tehát ellenőrizhető, illetve tovább finomítható a modell.”
Forrás:home.slac.stanford.edu/pressreleases­/2009/20090709.htm