A csillagvilág gigászai
A Nap hozzájuk képest aprócska égitest
A Naprendszer közepén trónoló központi csillagunk a Földhöz viszonyítva igazi óriás: míg bolygónk egyenlítői átmérője 12 756, addig a Napé kb. egymillió 400 ezer kilométer. Ám ahogy planétánk nagyságrendekkel kisebb saját csillagunknál, úgy a Nap is eltörpül a kolosszális sárga, kék és vörös óriáscsillagok mellett.
A vörös törpéken és a Naphoz hasonló, közepes méretű, ún. fősorozatú csillagokon kívül ugyanis óriáscsillagok is léteznek, melyek sokkal hatalmasabb átmérővel, tömeggel és fényerővel rendelkeznek, mint a fősorozatúak. Sugárzásuk néhány százszor intenzívebb, fényességük pedig legalább tízszer, de akár tízezerszer is nagyobb a Napénál. A vörös óriáscsillagok a vörös óriásokká felfúvódó fősorozatúakhoz hasonlóan életük végén járnak, tágulnak, fényességük növekszik, ám mivel felszínük nagyobbra duzzad, annak hőmérséklete lecsökken, így fényük vörössé válik. Csakhogy a vörös óriáscsillagok sokkal méretesebbek, mint a vörös óriásokká felfúvódó fősorozatúak. Az előbbiek egyik szabad szemmel is látható képviselője az Orion-csillagkép bal felső csillaga, a tőlünk 650 fényévre található, 764-szeres napátmérőjű Betelgeuse, melynek fényereje már pulzál, ami a szupernóva-robbanás előtti állapotot jelzi, a japán Tohoku Egyetem és a svájci Genfi Egyetem kutatói pedig a fényességváltozásokat vizsgálva kiszámították, hogy pár évtizeden belül felrobban, s mivel viszonylag közel van, a szupernóva-robbanás szabad szemmel is látható lesz.
Ám a Betelgeusenél jóval méretesebb óriáscsillagok is léteznek. Az igen ritka sárga hiperóriások kolosszális tömegűek és fényerejűek. A közéjük tartozó, 12 ezer fényévre lévő HR 5171 A egy rendkívüli csillagpáros tagja, társával együtt olyan közel keringenek egymáshoz, hogy külső burkaik érintik egymást. A fent megnevezett nagyobbik csillag 1300-szor nagyobb tömegű, és egymilliószor fényesebb, mint a Nap. A Hubble-űrtávcső a 170 ezer fényévre található Nagy Magellán-felhő R136 katalógusjelű csillaghalmazában pedig óriáscsillagok sokaságát fedezte fel. Közülük a legméretesebb az R136a1 hiperóriás, melynek tömege 265-ször múlja felül a Napét. Megjegyzendő viszont, hogy az említett csillagok anyagkidobódása is rendkívüli mértékű: havonta annyi anyagot dobnak ki a világűrbe, amennyi megegyezik a Föld tömegével, így valószínűleg rövid az élettartamuk. De hogy jobban elképzeljük az óriáscsillagok elképesztő méreteit… Ha az eddig ismert leggigantikusabb csillag, a 19 ezer fényévre található, a Napénál 2 154-szer nagyobb egyenlítői átmérőjű Stephenson 2–18 szuper vörös óriás lenne bolygórendszerünk középpontjában, még a Szaturnusz pályáján is túlnyúlna. Tízmilliárd Nap férne el benne.
Az óriáscsillagok kutatása során több érdekes felfedezésre is sor került. A Napnál 50–100-szor nagyobb, méretüket és felszíni hőmérsékletüket periodikusan változtató sárgás cefeida szuperóriások három képviselőjét, az L. Carinae-ét, a Sarkcsillagot és a Delta Cepheit vizsgáló francia–amerikai tudóscsoport (vezetőik a Párizsi Obszervatóriumban dolgozó Antione Merand és Pierre Kervella csillagászok) hatalmas buborékhoz hasonló gázburkot fedezett fel körülöttük. Feltehetőleg a csillagok pulzálásakor bekövetkező anyagkidobódás hozta létre ezeket. Felszínük ugyanis alkalmanként 20–30 km/másodperc sebességgel tágulhat, ezekben az esetekben pedig elég sok gáz áramlik ki a csillagokból. A Tejútrendszer közepén, tőlünk 25 ezer fényévre eső, a Napnál 100-szor nagyobb VVV-WIT-08 óriáscsillag pislákolása pedig még érdekesebb. Fényerőssége pár hónap alatt a harmincad részére csökkent, szinte eltűnt az égboltról, majd fényereje ugyanilyen gyorsan megnövekedett. Valószínű, hogy egy sötét kísérő égitest a keringése során időnként kitakarja. Ez lehet egy másik csillag vagy egy bolygó, de ezt mindenképpen egy sötét, átlátszatlan porkorong is körbeveszi. A 458 fényévre található Zeta Ophiuchi kék óriáscsillag esetében pedig az az érdekes, hogy 28 km/h-s sebességgel száguld az űrben. A feltételezések szerint korábban egy kettős rendszer tagja volt, párja viszont szupernóvaként felrobbant, s amint eltűnt annak gravitációs hatása, a Zeta Ophiuchi kirepült az űrbe. Száguldása során csillagszele összesűríti az útjába kerülő gázokat, a rohanó óriás lökéshullámot alakít ki maga előtt, ha pedig nagyobb égitest akad az útjába, kozmikus karambol is bekövetkezhet. De azok a propoplanetáris korongok sem járnak jól, melyek néhány fényéven belüli körzetében nagy tömegű és hatalmas fényerejű óriáscsillagok vannak. Ezek erős röntgensugárzásától felforrnak a protoplanetáris korongok, majd az égitestek csillagszele és fotonjaik ütköznek a korong gázaival, s elfújják azokat, megsemmisítve a protoplanetáris korongokat, melyekből így nem alakulhatnak ki bolygók.
De miként jönnek létre az óriáscsillagok? Mark Krumholz és Christopher McKee amerikai csillagászok hipotézise szerint, ha a csillagszületéseknek otthont adó gázfelhő sűrűsége egy kritikus érték fölött van, a felhőben létrejövő nagyobb zsugorodó anyagcsomók hője nem távozhat el szabadon, az anyag a kisebb csomók körül is melegedni kezd, és azok nem zsugorodnak tovább. A melegedő felhőben az egyes anyagcsomók nem különülnek el élesen egymástól, ha pedig elég nagy az együttes tömegük és sűrűségük, az egész gázrégió kezd zsugorodni, így akár 100 naptömegnél is nagyobb óriáscsillagok születnek. A kanári-szigeteki Asztrofizikai Intézet Athira Menon vezette kutatócsapatának a hipotézise szerint pedig a kék óriáscsillagok egy része egy nagy tömegű fősorozat utáni és egy kisebb fősorozatú csillagból álló közeli kettős rendszer összeolvadásából jön létre. A különböző kék óriások oxigén-nitrogén és szén-nitrogén aránya ugyanis eltérő, amire magyarázatot adhat, hogy egy részük csillagok összeolvadásából keletkezik.
Lajos Mihály
