Elkészült a Tejútrendszer eddigi legpontosabb térképe, amely a galaxis történetéről is árulkodik

A Qubit a szabad és tájékozott magyar nyilvánosságért dolgozik. Segítsd a munkánkat!

Az Európai Űrügynökség (ESA) közzétette a Gaia misszió legfrissebb adatait, amelyek a galaxisunk titkairól árulkodnak. A csillagászok (köztük magyar kutatókkal) lenyűgöző felfedezéseket mutatnak be a Tejútrendszer mindeddig legrészletesebb felmérésének köszönhetően fura csillagrezgésektől, a csillagok „DNS-én” és a legfiatalabb, még most születő csillagokon át egészen a Naprendszer kisbolygóiig.

A Gaia 3. adatközlése megmutatja, milyen sebességgel mozog felénk vagy tőlünk távolodva a Tejútrendszer több mint 30 millió objektuma (főként csillagok).Fotó: ESA/Gaia/DPAC, CC BY-SA 3.0 IGO.

A Gaia az ESA küldetése, amelynek célja, hogy a Tejútrendszer legpontosabb és legteljesebb többdimenziós térképét készítse el. Ez lehetővé teszi a csillagászok számára, hogy rekonstruálják a galaxisunk szerkezetét és fejlődését az elmúlt évmilliárdok alatt, valamint, hogy jobban megértsék a csillagok életciklusát és a mi helyünket is a világegyetemben.

Mi az újdonság a 3. adatközlésben?

A Gaia 3. adatközlése (Data Release 3) a galaxis közel kétmilliárd csillagáról tartalmaz új, illetve pontosabb információkat. A katalógus olyan új adatokat tartalmaz, mint a kémiai összetétel, a csillagok hőmérséklete, színe, tömege, kora és a csillagok radiális sebessége, vagyis felénk vagy tőlünk távolodó mozgásának sebessége. Ezen információk nagy részét az újonnan közzétett spektroszkópiai adatok fedték fel. Ez egy olyan technika, amely során a csillagok fényét egy szivárványhoz hasonlóan az alkotó színeire bontják. 

Az adatok emellett különleges csillagok alcsoportjait is tartalmazzák, például azokat, amelyek fényessége időben változik: ezeket változócsillagoknak hívjuk.

Csillagrezgések

A Gaia új adatainak egyik legmeglepőbb felfedezése, hogy ugyan az obszervatórium eredetileg nem erre készült, mégis képes észlelni a csillagrengéseket, a csillagok felszínén végbemenő apró mozgásokat, amelyek megváltoztatják a csillagok alakját.

Korábban a Gaia már talált olyan sugárirányú rezgéseket, amelyek alatt a csillagok periodikusan tágultak és zsugorodnak, miközben megtartják gömb alakjukat. A Gaia azonban most más rezgéseket is kiszúrt, amelyek inkább a nagyméretű csillagcunamikhoz hasonlítanak. Ezek a nemradiális rezgések enyhén megváltoztatják a csillag alakját, ezért nehezebb őket észrevenni.

„A csillagrengések sok mindent elárulnak nekünk a csillagokról, különösen a belső működésükről. A Gaia aranybánya lesz a nagytömegű csillagok csillagszeizmológiája szempontjából” – mondta el Conny Aerts, a belgiumi Leuveni Egyetem professzora, a Gaia tudományos kollaborációjának tagja, akit a közelmúltban tüntettek ki a Kavli-díjjal a témában végzett úttörő munkájáért.

A csillagok „DNS-e”

Az, hogy miből állnak a csillagok, sokat elárulhat születési helyükről és az azt követő útjukról, így a Tejútrendszer történetéről is. Ezzel az adatközléssel a Gaia a galaxis legnagyobb kémiai térképét tárja elénk, a Napunk szomszédságától a minket körülvevő kisebb galaxisokig, összekapcsolva a csillagok háromdimenziós mozgásával.

Egyes csillagokban ugyanis több "anyag" van, mint másokban. Az Ősrobbanás során csak könnyű elemek (hidrogén és hélium) keletkeztek, az összes többi nehezebb elem – amit a csillagászok egyöntetűen fémeknek neveznek - a csillagok belsejében született meg, majd azok pusztulása után kerülhetett csak be újabb csillagokba. Ezért egy csillag kémiai összetétele egy kicsit olyan, mint a DNS-e, és döntő fontosságú információkat adhat nekünk az eredetéről.

Az, hogy miből állnak a csillagok, sokat elárulhat születési helyükről, az azt követő életútjukról, és így a Tejútrendszer történetéről is. A mai adatközléssel a Gaia elénk tárja a galaxis kémiai térképétFotó: ESA/Gaia/DPAC, CC BY-SA 3.0 IGO.

A Gaia segítségével láthatjuk, hogy a galaxisunk középpontjához és korongjához közelebbi csillagok gazdagabbak fémekben a távolabbi csillagoknál. A Gaia a kémiai összetételük alapján olyan csillagokat is azonosítani tudott, amelyek eredetileg másik galaxisokból származnak.

„Galaxisunk a csillagok gyönyörű olvasztótégelye” – mondta el Alejandra Recio-Blanco, a franciaországi Côte d'Azur-i Obszervatórium munkatársa, a Gaia tudományos kollaboráció tagja.

„Ez a sokféleség rendkívül fontos, mert elárulja nekünk galaxisunk kialakulásának történetét. Feltárja a csillagok galaxison belüli vándorlásának és más galaxisokból való befogódásának folyamatait. Azt is világosan megmutatja, hogy a Napunk és mi is egy folyamatosan változó rendszerhez tartozunk, amely a különböző eredetű csillagok és gázok összeállásának köszönhetően jött létre.”

Kisbolygók, kvazárok és születőben lévő csillagok

A most közzétett további szakcikkek jól tükrözik, milyen mély és széleskörű a Gaia űrtávcső felfedezéseinek köre. Az új kettőscsillag-katalógus több mint 800 ezer kettős csillagrendszer tömegét és fejlődését mutatja be, míg a 156 ezer kis égitestet tartalmazó új kisbolygó-felmérés a Naprendszerünk eredetének felderítéséhez járul hozzá. A Gaia emellett 10 millió változócsillagról, a csillagok közötti titokzatos makromolekulákról, valamint a saját kozmikus szomszédságunkon túli galaxisokról és kvazárokról is új információkat tár fel.

Az összes kisbolygó helyzete 2022. június 13-án 12:00 órakor. Minden egyes aszteroidát egy-egy, a 10 napos mozgását lefedő ív jelképezFotó: ESA/Gaia/DPAC, CC BY-SA 3.0 IGO.

A változócsillagok keresése és azonosítása különösen fontos terület a Gaia tudományos konzorciumában dolgozó magyar kutatók számára. A 3. adatközlésben a fiatal csillagok azonosítását Marton Gábor, a Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont Csillagászati Intézetének munkatársa vezette. 

A Gaia a fiatal csillagokat abban az állapotukban látja, amikor már bolygóképző korong van körülöttük, sőt, ebben a korongban már bolygócsírák is megjelentek. „Amellett, hogy ezek a nagyon fiatal bolygók kitakarhatják a szülőcsillaguk fényét, amit a Gaia észre is vesz, egyéb módon is kölcsönhatnak, amelyek szintén az űrtávcső számára észlelhető változásokat okoznak a rendszerek fényességében. Mivel a Gaia hosszú ideig, rendszeres időközönként “ránéz” ezekre a fényforrásokra, így kiválóan alkalmas arra is, hogy akár ritka, de drasztikus eseményeket is észre vegyen” – mondta el Marton Gábor.

A fényességváltozások részletesebb elemzése pedig felfedheti, hogy hogyan alakulnak ki a csillagok körül a különböző távoli naprendszerek, hogyan fejlődnek a bolygópályák, kémiailag hogyan alakulnak át a csillagközi porszemcsék olyan összetett anyagokká, amik az üstökösöket, kisbolygókat és bolygókat alkotják. 

„Más, konkrét objektumokat megcélzó programokkal ellentétben a Gaia egy felmérő misszió. Ez azt jelenti, hogy miközben a Gaia többször is megmér szerte az égbolton több milliárd csillagot, egyértelműen képessé válik olyan felfedezésekre is, amelyekről más, célzottabb küldetések lemaradnának. Ez az egyik nagy erőssége, és már alig várjuk, hogy a csillagászok közössége elmerüljön az új adatokban, és még többet tudjon meg galaxisunkról és környezetéről, mint azt eddig gondoltuk volna” – összegezte Timo Prusti, az ESA Gaia missziójának vezető kutatója.

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: