Galaktikus migráns lehet a Nap és rengeteg társa

Egy japán vezetésű nemzetközi kutatócsoport nemrégiben két külön tanulmányban (mindkettő az Astronomy & Astrophysics folyóiratban jelent meg) számolt be a galaxisunk egy bizonyos csillagcsoportjának sorsáról. A Naphoz nagyban hasonló csillagokról van szó: e csillagok hőmérséklete, tömege vagy épp kémiai összetétele igen közel kell álljon a Naphoz, ezért szokás őket a Nap ikertestvéreinek is nevezni.

A korábbi kutatásokban alig 30 efféle csillagot sikerült azonosítani, most a kutatók a Gaia űrtávcső adatbázisát átvizsgálva mintegy 6600-ra emelték a számot. Amint ezt a csoportot sikerült leellenőrizni, hogy valóban csak a Nap-testvérekből álljon, különböző módszerekkel meghatározták minden egyes csillag korát is a csoportban.

Mivel a csillagok kora nem mérhető közvetlenül, ezért is próbáltak többféle módszert, majd a legmegbízhatóbb segítségével léptek tovább. Ellenőrzésképpen azt is megvizsgálták, hogy vajon a Nap esetében a módszerük valós koradatot nyújt-e: szerencsére ezt is rendben találták.

Ez azt jelenti, hogy a 6600 csillagból álló csoport olyan minta, aminek segítségével megbízhatóan tanulmányozható a galaxisunk fejlődése. A nagy számú minta arra is igazolást adott, amit eddig csak néhány csillag példájából lehetett sejteni: bizonyos kémiai elemek aránya a csillagok életkorával együtt változik.

Az, hogy egy csillag milyen kémiai elemeket milyen arányban tartalmaz, nagyban függ attól, mikor és hol jött létre. Jól tudjuk, hogy a csillagokban lezajló fúzió új elemekhez vezet, majd a csillagok robbanása ezeket szétszórja a térben. A következő csillaggenerációba már beépülnek ezek is, így változhat a kémiai összetétel attól függően, hogy mikor is született egy csillag.

Mivel a galaxis belső régióban intenzívebb a csillagkeletkezés, ezért az ott létrejövő csillagok is kissé eltérő kémiai arányokkal rendelkeznek. Vagyis a csillag kémiai ujjlenyomata a korát és a keletkezési helyét is tükrözi.

A 6600 Nap-testvér csoportja esetében a csillagok születési idejéből a galaxis fejlődésére következtettek a kutatók a második tanulmányukban. Ha tudjuk, mikor születtek, abból nemcsak a csillagok korát látjuk, hanem azt is, hogy a galaxisunk mely régiójából származnak. Így pedig már feltárhatók a csillagok vándorlási útvonalai.

A csoport elemzésében két olyan csúcsidőszakot találtak, amikor sok csoporttag keletkezett. Az egyik kb. 2 milliárd évvel ezelőtt volt, a másik pedig 4-6 milliárd évvel ezelőtt. Ez utóbbiba tartozik a mi Napunk is.

Míg a 2 milliárd éves csúcs egy ismert csillagkeletkezési időszakkal is összhangban van: a Sagittarius törpegalaxis ebben az időben épp áthaladt a Tejútrendszeren, és okozott olyan gravitációs zavarokat, amelyek hatására beindult a csillagkeletkezés. A korábbi csúcs elvileg szintén kötődhet ugyanezen törpegalaxishoz, vagyis a Nap és a Naprendszer születése is kötődhet egy ilyen eseményhez.

A friss kutatásban ennél kissé óvatosabban fogalmaznak a szakemberek. Bár nem vetik el a galaktikus találkozás lehetőségét, de valószínűbbnek tartják, hogy inkább a Tejútrendszer saját, belső fejlődésének eseménye volt ez a csillagkeletkezési bébibumm.

A kutatók úgy vélik az új adatok alapján, hogy a Nap és a viszonylag közeli környezetében, 1000 fényéven belül jelentős számban jelen lévő, hozzá hasonló csillagok mind a galaxis belsőbb régióiból sodródtak ki mostani helyükre. A megtett távolság ráadásul igen jelentős: mintegy 10 ezer fényévnyi, vagyis a galaxisunk sugarának közel 20 százalékával kijjebb vándoroltak. Azonban ilyen esemény ekkora tömegben jelen tudásunk szerint nem jöhetett volna létre.

A galaxisunk belső régiójában lévő küllője (aminek végéből a spirálkarok kiindulnak) ugyanis lehetetlenné tenne ilyen tömeges migrációt. Ennek az az oka, hogy e szerkezet gyorsan forgó gravitációja és az ebben kialakuló rezonanciák afféle dinamikai kerítést állítanak a csillagok köré.

Azonban a kutatók feltételezése szerint nem létezett még a küllő a végleges formájában akkor, amikor a vándorlás lezajlott. Ennek köszönhetően a csillagok – köztük a Nap is – kijutott a Tejútrendszer belsőbb régióiból. A Napról eddig is tudtuk, hogy sok ezer fényévvel beljebb jött létre, azonban most arra derült fény, hogy nem egyedül jött, hanem egy jelentős migráns csillagtömeg részeként.

A felfedezés nemcsak e migrációról mesél, hanem arra is utal, hogy mikor jöhetett létre galaxisunk küllője. A küllőt a forgó galaxis saját, belső dinamikai erői hozzák létre (lásd a videóban), vagyis idő kell, mire egy spirálgalaxisnak küllője fejlődik. A küllő kialakulása ráadásul szintén serkenti a csillagkeletkezést, így nemcsak a migrációhoz, hanem a vándorló csillagok születéséhez is köze volt.

Míg egy áthaladó törpegalaxis gravitációs zavara rövidebb idő alatt kicsúcsosodó csillagkeletkezést eredményez, a küllő kialakulása elhúzódó folyamat, így a vele járó csillagkeletkezés is hosszasabb. A mért adatok pedig pontosan ezt a mintát követik, ezért is gondolják úgy a kutatók, hogy a küllő számlájára írható a Nap és társainak keletkezése, 4-6 milliárd évvel ezelőtt, nem pedig külső zavaráshoz kötődik.