Farkas, Rodrigó, Wolfgang2020. október 31., szombat
Föld

Így néz ki egy foltos csillag felszíne

2016.05.06.Erdélyi Ilona
National Geographic Magyarország

Első alkalommal sikerült egy foltos csillag felszínét közvetlenül, az interferometria módszerével „lefényképezni”.

Zeta Andromedae
Fotó: Centre de Données astronomiques de Strasbourg / SIMBAD

A napfoltokat, a Nap felszínén időről időre megjelenő sötétebb területeket távcsöveinkkel már részletesen meg tudjuk figyelni. A nagy távolságok miatt azonban, az összes többi csillagot pontszerű forrásként látjuk az égen, a felszínükről a legjobb távcsövek sem képesek részleteket megmutatni. Egy távcső által alkotott kép szögfelbontása arányos a távcső átmérőjével, tehát a csillagok esetében kézenfekvő volna minél nagyobb távcsövek használata. A gyakorlatban a földfelszíni optikai eszközökkel, például óriástávcsövekkel elérhető legjobb felbontás 0,5 ívmásodperc körüli: ekkora szög alatt látszik egy hajszál átmérője 50 méter távolságból.

Ám még ez sem elegendő ahhoz, hogy egy csillag felszínén a foltokat vizsgálhassuk. Létezik azonban egy méréstechnikai eljárás, az interferometria, amellyel a szögfelbontás tovább növelhető.

Az interferometria lényege az, hogy több, egymástól nagyobb távolságra elhelyezett távcsövet egyszerre fordítanak a vizsgálandó objektum felé, és a távcsövekbe beérkező fénynyalábokat egymással kombinálják. Ezzel a módszerrel olyan szögfelbontás érhető el, amely megfelel egy akkora átmérőjű távcsőnek, mint amekkora az összekapcsolt távcsövek közötti távolság.

A CHARA hálózat hat távcsöve három kar mentén helyezkedik el.
Illusztráció: CHARA

A 2000-es évek első évtizedében hat távcső összekapcsolásával hozták létre az amerikai Mount Wilson Observatory-ban a Center for High Angular Resolution Astronomy (Nagy Szögfelbontású Csillagászati Központ, CHARA) elnevezésű interferométert. A CHARA hálózat 1 méter átmérőjű távcsövei közötti legnagyobb távolság 330 méter, az eszköz határfelbontása pedig 3 tízezred ívmásodperc. Egy hajszál átmérője kb. 85 kilométer távolságból látszik ilyen kis szög alatt. A CHARA jelenleg a legjobb szögfelbontású optikai eszköz a világon, így vele nyílik a legjobb esély más csillagok felszínének megismerésére.


Zeta Andromedae

A csillagfoltok direkt megfigyelésén dolgozó 15 fős nemzetközi kutatócsoport Rachael Roettenbacher (University of Michigan, USA) vezetésével a (Zeta) ζ Andromedae nevű kettőscsillagot vette célba, amelynek távolsága tőlünk 180 fényév. A Zeta Andromedae rendszer fényesebb tagja egy, a Napunknál 16-szor nagyobb vörös óriáscsillag, a kísérő pedig egy halvány törpecsillag. A komponensek viszonylag közel vannak egymáshoz, a keringési idejük 18 nap. Az óriáscsillagról a kutatók már régóta sejtik, hogy felszínét foltok borítják, ám erre mindeddig csak közvetett bizonyítékaik voltak, a csillag színképvonalainak elemzésén alapuló Doppler-leképezések alapján (a hullámfrekvencia változik, ha a fény-, hang-, elektromágneses hullámokat kibocsátó test az észlelőhöz viszonyítva mozog).

A Zeta Andromedae-t a CHARA interferométer-hálózat hat távcsövével és a hozzájuk kifejlesztett fénynyaláb-kombináló eszközzel, a MIRC-szel 2011. július 9–22. között 11 alkalommal, míg 2013. szeptember 12–30. között összesen 14 alkalommal sikerült megfigyelni. Az interferometrikus képalkotás olyan újszerű megközelítéssel történt, amely a Doppler-leképezés egyik alapgondolatát vette kölcsön. A kutatók az éjszakáról éjszakára készített „pillanatfelvételek” alapján rekonstruálták a csillag felszínének képét az egyes észlelési szezonok idejére. Ehhez egy olyan felszíni folttérképet kellett előállítaniuk, amely számot adott a foltok eloszlásának változásáról, ahogy a csillag körbefordult. Ez egyáltalán nem magától értetődő feladat, ugyanis amellett, hogy a csillagkorong képe a csillag forgása miatt éjszakáról éjszakára eltérő, magának a csillagkorongnak az orientációja is folyamatosan változik a Föld forgása miatt.

Az interferometrikus kép a 2011-es észlelések alapján. Foltok főleg az északi féltekén vannak.
Illusztráció: RachaelRoettenbacher and John Monnier

Éppen ezért a képalkotás során nagy segítséget jelentett az interferometrikus mérésekkel egyidőben zajló spektroszkópiai megfigyeléssorozat, amelyben vezető szerepe volt Kővári Zsoltnak, az MTA CSFK Csillagászati Intézet főmunkatársának. A csillag színképében a foltok is nyomot hagynak, ezeket kielemezve klasszikus Doppler-rekonstrukció is készült a felszínről. Tehát a foltok feltérképezése párhuzamosan, két független módszerrel is zajlott, és a közvetlen képalkotás eredménye összevethető lett a közvetett módszerrel nyert térképpel.

A 2013-as interferometrikus kép. Foltok főleg a déli féltekén mutatkoznak.
Illusztráció: RachaelRoettenbacher and JohnMonnier

A Zeta Andromedae felszíni foltjainak közvetlen megfigyelése két lényeges megállapításhoz is vezetett: az egyik, hogy a csillag felénk néző pólusán 2011-ben és 2013-ban is látható egy nagy kiterjedésű hideg folt (a hideg itt azt jelenti, hogy a 4600 K-es alaphőmérséklethez képest kb. 800 fokkal hidegebb). A poláris, sarkvidéki foltok létezése jelentősen különbözik attól, amit a Napon megfigyelhetünk. A napfoltok az alacsony szélességekre korlátozódnak, az egyenlítőtől legfeljebb a 40°-os északi és déli szélességi körökig bezárólag fordulnak elő, a pólusokon azonban semmiképpen sem. Éppen ezért, bár közvetett eredmények már korában is léteztek, poláris foltok létezését más csillagokon sokáig megkérdőjelezték. A Zeta Andromedae interferometrikus képe azonban a poláris foltok létének döntő bizonyítéka.

A másik érdekesség, hogy míg 2011-ben az összes csillagfolt leginkább az egyik féltekére koncentrálódott, a 2013-as képen az új foltok már az egyenlítő túloldalán, az állandó sarki folttal ellentétes féltekén tűntek fel. A Nap megfigyelése alapján tudjuk, hogy a napfoltok a mágneses tér felszínre törő erővonalainak nyomjelzői. A mágneses tér felerősítése és felszínre jutása pedig a Napban zajló dinamóhatásnak köszönhető. A Napon azonban nem látható a foltok eloszlásában jelentkező észak-déli aszimmetria, a napfoltok az egyenlítőre szimmetrikusan tűnnek fel. A kutatók ebből pedig arra következtetnek, hogy a Zeta Andromedae belsejében a Napétól eltérő dinamómechanizmus működik az óriáscsillagban. A megfigyelések alapján egyértelmű, hogy a Nap és más csillagok mágneses tere és az általuk keltett csillagfoltok igen különbözőek lehetnek, viszont ezek a mai technológiánkkal már akár közvetlenül is megörökíthetővé váltak.

Forrás: mta.hu

Hozzászólások

Égi jelenségek 2020. november első felében

Égi jelenségek 2020. november első felében

Hajnali holdsarló együttállásokkal, esti Jupiter és Szaturunusz a Tejúttal, és néhány meteor színesítheti a novemberi éjszakákat.

Elképesztő mennyiségű szemét halmozódik fel a Földközi-tengerben

Elképesztő mennyiségű szemét halmozódik fel a Földközi-tengerben

A Földközi-tengerben már most is rengeteg műanyag hulladék van, két évtizeden belül ugyanakkor megduplázódhat a beáramló szemét mennyisége.

Késik a fagy a tengeri jég bölcsőjében

Késik a fagy a tengeri jég bölcsőjében

Még mindig nem indult el a jégképződés az északi-sarkvidéki tengeri jég bölcsőjének tekintett Laptyev-tengeren.

Algák okozták a tömeges élőlénypusztulást Kamcsatka partjainál

Algák okozták a tömeges élőlénypusztulást Kamcsatka partjainál

Egészen biztosan nem emberi tényező, hanem mérgező algák elszaporodása okozta a tömeges tengeriélőlény-pusztulást a távol-keleti Kamcsatka-félszigeten - olvasható az MTI hírei között.

Aggasztó a svájci gleccserek gyors olvadása

Aggasztó a svájci gleccserek gyors olvadása

Aggasztó mértékben olvadtak a svájci gleccserek 2020-ban, s közben még sohasem esett ilyen kevés hó az Alpok legnagyobb gleccserének térségében - olvasható az MTI hírei között.

National Geographic 2020. októberi címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

9 960 Ft

Korábbi számok

National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlapNational Geographic 2019. februári címlapNational Geographic 2019. márciusi címlapNational Geographic 2019. áprilisi címlapNational Geographic 2019. májusi címlapNational Geographic 2019. júniusi címlapNational Geographic 2019. júliusi címlapNational Geographic 2019. augusztusi címlapNational Geographic 2019. szeptemberi címlapNational Geographic 2019. októberi címlapNational Geographic 2019. novemberi címlapNational Geographic 2019. decemberi címlapNational Geographic 2020. januári címlapNational Geographic 2020. februári címlapNational Geographic 2020. márciusi címlapNational Geographic 2020. áprilisi címlapNational Geographic 2020. májusi címlapNational Geographic 2020. júniusi címlapNational Geographic 2020. júliusi címlapNational Geographic 2020. augusztusi címlapNational Geographic 2020. szeptemberi címlapNational Geographic 2020. októberi címlap

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

Kövess minket