<

Megfejteni a csillag­fejlődés egyik elemét

A 2014 novemberében Maria Lugaro olasz elméleti fizikus vezetésével alapított Lendület AGB Nukleáris Asztrofizika és Csillagpor Kutatócsoport a Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont (CSFK) Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézetben a csillagok nukleáris jelenségeit és fúziós folyamatait vizsgálja. Azt szeretnék megérteni, hogyan alakulnak ki a bolygókat és minket, embereket alkotó elemek a csillagok belsejében zajló folyamatok során. A csoportban dolgozó PhD-hallgató, Hannah Elisabeth Brinkman az alumínium-26 radioaktív izotóp forrását keresi.


Kislányként asztrofizikusnak készült?

– Nem terveztem ezt, sőt, nem volt világos elképzelésem arról, hogy mi akarok lenni felnőtt­koromban. Középiskolásként szerettem a fizikát és a kémiát, de érdekelt az ókori görög és latin kultúra, valamint a művészettörténet. Az írói pá­lya szintén vonzott, hiszen szerettem tör­téneteket kitalálni. Amikor eljött a to­vábbtanulás ideje, sokféle lehetőség jöhetett szóba, és mindegyik egyformán érdekes volt, végül a klasszikus nyelvek, ókori görög és latin, valamint a fizika és az asztrofizika között választottam. Mivel úgy éreztem, hogy kihívásra van szüksé­gem, úgy döntöttem, hogy a hollandiai Nijmegenben, a Radboud Egyetemen az utóbbi szakra megyek, a másik irányt tartalékként megtartom. In­nentől kezdve egyre jobban érdekelt az asztrofizika, leginkább a csillagok evolúciója. Diplomamunkámban a kettős csillag­rend­szerek­kel foglalkoztam, és azóta is ez a téma vonz. A szakdolgozat írása közben rájöttem, hogy van még mit tanulnom a csillagok fejlődéséről és a kettős csillag­rendszerek­ről. Úgy döntöttem, hogy asztro­fizikából szeretnék doktori fokoza­tot szerezni. Több helyre jelent­keztem, de Maria Lugaro projektje volt a legérdekesebb, ráadásul kellően nagy szabadsá­got adott számomra az engem érdeklő jelenségek tanulmányo­zására. Tehát nem pontosan az országot választottam, hanem a projektet, de szeretek Buda­pesten élni, mert ez egy gyönyörű város.

A Hubble-űrtávcső felvételén egy Wolf–Rayet-csillag (a nagy tömegű csillagok egyik típusa) látható. A közepén lévő fényes pont maga a csillag, a körülötte lévő narancssárga szálak a felszínéről távozó anyag. A felvétel azt szemlélteti, hogy milyen jelentős lehet a csillagszél hatása. (Forrás: hubblesite.org)
Miért érdekli az univerzum?

– Azért, mert tele van olyan jelenségekkel, amelyeket próbálunk megérteni, amelyekre jelenleg még nincs elfogadott ma­­gya­­rá­­­zat, és mégis minden megfigyeléssel, szimulációval közelebb kerülünk a megértésükhöz. És lehetnek olyan dolgok, amelyekre talán sohasem lesz ma­­gya­­rá­­­zat, mégis lenyűgözőek. Honnan jövünk? Hogyan kezdődött az egész? az is kérdés, hogy rossz-e, ha nem ismerjük az összes választ? Szükségünk van-e a puzzle összes darabjára, vagy bele kell törődnünk bizonyos darabok hiányába? Kérdések, amelyek izgatnak.

Magazinunk tavaly októberi számában nyilatkozott kutatótársa, a kanadai fizikus, Benoit Côté, aki az univerzum legrégebbi csillagait keresi, hogy megértse az első milliárd év folyamatait. Hogyan kapcsolódik ehhez az Ön témája?

– Benoit-val ellentétben nem a teljes egészet nézem, hanem a puzzle meglehető­sen specifikus darabkáját, az alumí­ni­um-26 radioaktív izotópot. Az alu­mí­­nium-26 több okból is nagyon érde­kes. Ez az izotóp jelen volt a korai Nap­rend­szerben, ezt meteoritok­ból szár­­mazó mintákból ismerjük. A kutatásom része­ként szimulálom az alumínium­-26 lehetséges keletke­zési forrásait, meghatározom, hogy mennyi jöhetett létre, majd összehasonlítom, hogy az elméle­tileg kapott eredmény megfelel-e mé­réseknek.

Földi, illetve űrtávcsövek mérési adatai alapján dolgozik?

– Nem használok obszer­vatóriumok­­ból vagy műholdakról származó adatokat, ehelyett csillagmodelleket készítek, ezek adják a kutatásomhoz szükséges információkat.

Miért kell megértenünk a masszív csillagok és a kettős rendszerek evolúcióját?

– A megfigyelésekből tudjuk, hogy az alu­mínium-26 többnyire hatalmas csillagokban keletkezik, más megfigyelésekből pedig azt, hogy sok óriás­csillag nincs egyedül, gyakran kettős rendszerben léteznek. Tehát az alumínium-26 forrásának megértéséhez ismerni kell a hatalmas csillagok evolúcióját és azt, hogy mi­ként hatnak egymásra kettős rendszerben.

Az alumínium-26 izotóp első­sorban a szupernóvákban és hatalmas csillagok régióiban keletkezik. (Forrás: heasarc.gsfc.nasa.gov)

A nagy tömegű csillagok olyan égitestek, amelyek tömege legalább nyolc­­szorosa a mi Napunkénak. Ezek a csillagok fényesebbek és forróbbak, mint a Napunk, élet­tartamuk azonban rövidebb. A mi csillagunk hidrogént és héliumot éget el, majd fehér törpeként végzi. A nagy tömegű csillagok szenet, neont és oxigént is eléget­nek, sokkal több különböző elemet hoznak létre a Napnál. A nagy tömegű csillagok vasmagjai szupernóva-esemény során végül össze­omlanak, fekete lyukat vagy neutron­csillagot hagyva maguk után. Másik különbség, hogy az óriás­csillagok erősebb csillag­széllel rendelkeznek, mint a mi Na­punk. E szelek miatt rengeteg anyagot veszítenek életük során – a legnagyobb tömegű csillagok kezdeti tömegük több mint felét elhullajtják a szuper­nóva-robbanás bekövetkezte előtt. A csil­lag­-szelekkel a külső réteg lassan eltávolodik, és velük együtt a csillagok belsejében született elemek a csillag­­közi térbe jutnak. Az alumínium-26 egyike azoknak az izotópoknak, amelyek ilyen módon hagyják el a csillagot, de ez az izotóp a szupernóva-robbanás során is a csillagközi térbe kerülhet.

A Hubble-űrtávcső felvételén egy hatalmas csillagot körülvevő anyagbuborék látható. Az óriási buborékot a csillagszél hajtja a csillagközi térbe. Ez példa arra, miként kerülhet az egyik csillag anyaga a csillagközi téren átjutva egy másik csillagba. (Forrás: Nasa)

Sokan elemezték az ilyen nagy tömegű csillagok izotóptermelését, ám nem vettek figyelembe egy fontos szempontot: ezek ritkán születnek egyedül, csoportokban képződnek, és ezeken a csoportokon belül gyakran kettős csillagok jönnek létre, amelyek egymás körül keringenek, egymásra hatnak, valahogy úgy, mint a Föld és a Hold. A kettős csillagok érdekes tulajdon­sága, hogy ha a keringési idő (amennyi idő alatt egymást megkerülik) elég kicsi, akkor a két csillag kölcsönhatásba léphet egymással, mint ahogy a Hold az óceánokat húzva létrehozza az árapály­jelen­sé­get. E kölcsönhatások részeként az egyik csillag elszippant­hatja a másik csillag külső rétegeit. Amikor ezeket a csillago­­kat modellezem, az egyik csillagtól a másikhoz távozó tömeg olyan, mint a korábban említett csillag­szél. Így kiderült, hogy a csillagoknak, amelyek az eddigi számítások alapján csak kevéssé járulnak hozzá az alumí­nium-26 izotóp elő­állításá­hoz, sokkal nagyobb a hozzá­járulá­suk. Eddigi kutatásom­nak ez egy nagyon fontos eredménye.

Művészi ábrázolása annak, ahogy egyik csillagból anyag áramlik egy másik csillagba. (Forrás: hubblesite.org)
Ezek az elemzések a Naprendszer fejlődésére is magyarázatot adhatnak?

– Én csak a nagy rejtvény egy kis darabját fejthetem meg, de remélem, hogy ezzel segítem megérteni, hogy a Napot és a Nap­rendszert alkotó elemek hol keletkeztek.•

Ezt a kutatást az Európai Kutatási Tanács (ERC) 2016-os Consolidator Grant programja támogatja.
 
Archívum
 2011  2012  2013  2014  2015  2016  2017  2018  2019  2020
Címkék

Innotéka