Új adatok a Sirius B fehér törpéről

Vágólapra másolva!
A Hubble-űrteleszkóp mérései révén sikerült pontosabban meghatározni a leghíresebb fehér törpe, a Sirius B jellemzőit. A közel Föld méretű égitest tömege majdnem pontosan megegyezik a Napunkéval.
Vágólapra másolva!

A Föld egén a Nap után a második legfényesebb csillag a Szíriusz. A Nagy Kutya csillagkép alfáját téli estéken szabad szemmel is könnyen megpillanthatjuk, amint alacsonyan jár a déli horizont felett. A tőlünk mindössze 8,6 fényévre lévő, két naptömegű, kékesfehés Szíriusz körül egy nála sokkal kisebb fehér törpe, a Sirius B kering.

A fehér törpék a csillagfejlődés egyik végállapotát képviselik. Amikor egy Napunkhoz hasonló csillag "üzemanyaga" kifogy, a magja összehúzódik, és ún. elfajult állapotba kerül. Ekkor az összepréselődő atommagok közötti, elektronok által kifejtett nyomás stabilizálja az objektumot. Ez megakadályozza a további zsugorodását - feltéve, ha az így keletkezett mag nem nehezebb kb. 1,4 naptömegnél. A csillagból ezáltal egy közel Föld méretű, de rendkívül sűrű és forró objektum: fehér törpe keletkezik. A forró égitest energiát már nem termel, de még sokáig őrzi korábbi állapotának hőjét, és csak több milliárd év alatt hűl ki.

Az egyik leghíresebb és egyben legközelebbi ilyen fehér törpe a Sirius B. A feltűnő, társánál körülbelül tízezerszer halványabb égitestet nehéz megpillantani, ezért csak 1872-ben fedezték fel.

A fehér törpék a Világegyetem egészéről alkotott kép megértésében játszanak kulcsszerepet. A hozzájuk kapcsolódó, úgynevezett Ia típusú szupernóva-robbanásokat ugyanis távolságmérésre használják. Az ilyen szupernóva-robbanásokban egy fehér törpe játssza a főszerepet, amelyre társáról anyag áramlik át. A fokozatosan hízó égitest a kritikus tömeget elérve Ia típusú szupernóvaként robban fel. Mivel ez a robbanás elvileg mindig hasonló tömegnél történik, mindig ugyanolyan fényes lesz, ezért távolságmérésre jól használható. Ugyanakkor az is elképzelhető, hogy Ia típusú robbanások, például két fehér törpe összeolvadásakor is megtörténnek. A jelenség pontosabb megértéséhez a fehér törpék tanulmányozása vihet minket közelebb.

Martin Barstow (University of Leicester) és kollégái a Hubble-űrteleszkóp (HST) segítségével tudták elkülöníteni a Sirius B sugárzását fényes társáétól. Az űrteleszkóp színképelemzőjével így minden korábbinál pontosabb és részletesebb spektrumot rögzítettek róla, és több jellemzőjét is sikerült viszonylag pontosan meghatározni. Az égitest átmérője 12 ezer kilométer, azaz, alig valamivel kisebb a Földünknél. Tömege majdnem megegyezik a csillagunkéval, annak 98%-a, felszíni hőmérséklete pedig 25 200 kelvin (a Napé 5800 K). Gravitációs tere a földinél 350 ezerszer erősebb, azaz, egy átlagos ember a felszínén 24 millió kg-ot nyomna.

Forrás: NASA, ESA, STScI

A fényes Szíriusz (középen) és halvány kísérője (balra lent) a Hubble-űrteleszkóp felvételén. Alul a lépték 5 ívmásodperc szögtávolságot jelez, jobbra az égtájak láthatók (fotó: NASA, ESA, H. Bond (STScI), M. Barstow (University of Leicester))

Egy ilyen erős gravitációs terű objektum tömege, az úgynevezett gravitációs vöröseltolódás segítségével is megállapítható. Utóbbi keretében a gravitációs térből eltávozó fény hullámhossza megnövekszik, azaz vöröseltolódást szenved. Ennek pontos mérése korábban a Föld felszínéről nem volt lehetséges, ugyanis légkörünk annyira erősen szórja a Szíriusz fényét, hogy attól alig lehet elkülöníteni halvány társának pislákolását. Az új megfigyelés révén nem csak a Sirius B tömegét állapították meg, de a Szíriusz felszíni hőmérsékletét is sikerült a korábbiaknál pontosabban meghatározni, ami 10 500 K-nek bizonyult.