Mérőrúd a csillagok között. Ez a címe az ELTE-től kapott közleménynek, a lényege pedig, hogy az egyetem és az MTA CSFK kutatócsoportja a világon elsőként mérte meg a Bika csillagképben lévő, tőlünk csaknem száz fényévnyire lévő csillagközi felhők egymástól való távolságát, és ezrével fedeztek fel épp születő csillagokat a legnagyobb európai távcsövek segítségével.
Arkhimédész jutott eszünkbe, aki több mint kétezer éve dobta fel a labdát a csillagászat számára: “Mutassatok egy fix pontot, és kimozdítom sarkaiból a világot”. Az elképzelhetetlen méretű, folyamatosan mozgó és változó világegyetemben borzasztó nehéz bármit is “megmérni”. Főleg olyan eszméletlen távolságból, ahonnan a földi tudósok próbálkoznak.
Tóth L. Viktor csillagászt, az ELTE Csillagászati Tanszékének adjunktusát, a kutatócsoport vezetőjét kértük meg, magyarázza el a laikus számára, miről is van szó pontosan.
A laikus számára felfoghatatlan méretek és mennyiségek
Kezdjük azzal, hogy a kozmosz a csillagok között nem üres. Gázok, és apró porszemek töltik ki változó sűrűségben – ez a csillagközi anyag. Olyan, mint amikor Budapest belvárosában járunk. Mindenhol kipufogógázt és a benne lévő szemcséket lélegezzük be, de amikor a pirosnál rostokló autók mellett megyünk el, intenzívebben érezzük, ha pedig egy öreg dízel padlógázzal indul mellettünk, még látjuk is a “szmogot”.
Emberi ésszel felfoghatatlan, ilyen körülményeket képtelenek vagyunk még földi vákuumkamrákban is előállítani, de mégsem üres a tér…
A csillagközi térben ugyanakkor vannak különböző sűrűsödések, ezeket nevezzük csillagközi felhőnek. A legsűrűb felhőkben születnek a csillagok – magyarázza a csillagász. Mi pedig gondoljunk bele, még ezeknek a csillagbölcsőknek az “anyaga” is sok-sok nagyságrenddel ritkább, mint a földi légkör a talaj szintjén. Micsoda mennyiségről és méretekről van szó, hogy egy ilyen ritka gázból hatalmas tömegű csillagok állhatnak össze…
Csillag születik – szó szerint
Amikor a felhő sűrűsödni kezd, az egyre növekvő gravitáció több és több gázt vonz a középpont felé, és körülbelül egymillió év alatt protocsillag válik belőle. A protocsillag egy forró pont a csillagközi felhő magjában, a behulló gáz hízlalja és melegíti. Amikor a közepe már elég sűrű és elképesztően magas hőmérsékletű (milló fokos), akkor a protocsillag belsejében beindul a fúzió, és attól kezdve már fiatal csillagnak nevezzük.
A hősugárzás vezet nyomra
A kipufogógázhoz hasonlóan a csillagközi gázfelhőben is vannak apró porszemek, ezért legsűrűbb részeik átláthatatlanul sötétek. Egy érdekes jelenség miatt mégis felderíthetők a csillagkeletkezés helyszínei. Logikusan azt gondolnánk, ahogy a felhő anyaga a gravitációs középpontba hullik, a gáz felmelegszik. Ha pedig a gáz felmelegszik, kitágul, vagyis a folyamat megfordul.
Ott tartunk tehát, hogy csillagászaink egy óriási, a legfejlettebb technológiával készült infratávcsővel érzékelték egy újszülött csillag által kibocsátott infravörös energiát. Nevezzük most már nevén a történet szereplőit, a TMC-1-es (Taurus Molecular Cloud 1) csillagközi felhőben rejtőzködik az IRAS 04381+2540 jelű csillagkezdemény a Bika csillagképben. Hagyományos távcsövekkel észre sem lehetne venni, hiszen a körülötte “gomolygó” poros csillagközi anyagba burkolózik, de hősugarai elárulják.
A csillagszél mint mérőrúd
Tudni kell azt is, hogy a születő csillag a ráhulló csillagközi gáz egy részét mindig tölcsér alakban kifújja két ellentétes irányba, egy jól meghatározható távolságig. Ennek oka rettentően bonyolult, elég, ha Tóth L. Viktor azt mondja, így van.
Ez adta a megoldást. A furcsa nevű csillagkezdemény szele elér a közeli felhődarab széléig, és ahogy „ráfúj” kicsit „megborzolja”. Felerősíti ott a gázok kavargó mozgását, amit az effelsbergi óriás rádiótávcsővel Fehér Orsolya és Zahorecz Sarolta doktori hallgatóival ki tudtak mérni. A fiatal csillagtól a szomszédos felhődarabig érő kifújás így, mint egy mérőrúd, megadta a távolságukat egymástól. Ez volt az a bizonyos fix pont, amelyen megvetve lábukat elkezdhették a számításokat.
Képzeljük el úgy, hogy több ember rendezetlenül áll egy mezőn, mi pedig távcsővel figyeljük őket messziről, szeretnénk megállapítani, milyen távolságra vannak egymástól. Egyikük dohányzik, amikor kifújja a füstöt, néhányan fintorognak, köhögnek a közelében. Ismerjük a dohányos vitálkapacitását, tudjuk, hogy nincs légmozgás, így kiszámoljuk, hány centire fújta ki a füstöt. Ennek ismeretében már az egész társaságot mérhetjük keresztbe és hosszába – segít megérteni a szakember.
Ez a videó – Gerják Tímea ELTE-s hallgató munkája – szépen szemlélteti az egészet:
Tóth L. Viktor elmondja még, szerencse is kellett a felfedezéshez annyiban, hogy a csillagszél egyik tölcsére épp felénk fordult, bele lehetett “látni”, meg lehetett határozni a dőlésszögét.
Végezetül a csillagász még egy megdöbbentő információval lát el. Volt tanítványával Marton Gáborral a japán AKARI és az amerikai WISE infravörös űrtávcsövekkel már születőben lévő csillagok százezreit fedezték fel. Környezetünkben, vagyis körülbelül 10 ezer fényév távolságig Tóth L. Viktor szerint több mint egymillió ilyen lehet. Ez galaxisunk, a Tejútrendszer méretének tizede sincs, csak egy falatnyi része a Világegyetemnek.
(Kiemelt kép: a Tejút infravörös képe/NASA)
