Eta Carinae: szuperfényes hiperóriás kettős rendszer a Homunculus-köddel
Az Eta Carinae (η Carinae vagy η Car) egy szuperfényes hiperóriás csillag a Carina csillagképben, mintegy 7500–8000 fényévre a Naptól. Rendkívüli fényessége és erős tömegvesztése miatt az egyik legismertebb és legtöbbet tanulmányozott tömegívű csillag a Tejútrendszerben.
Tömeg, fényesség és fejlődési állapot
A rendszer legfontosabb komponense egy fényes kék változó (LBV) típusú hiperóriás. A sztár eredeti tömegét gyakran ~150 naptömegre becsülik; a későbbi erős kitörések és folyamatos csillagszél következtében a csillag többtucat naptömeget vesztett (becslések szerint legalább 30 M☉). A rendszer összfényessége több milliószorosa a Napénak: a Homunculus-köddel együtt a Nap fényességének több mint ötmilliószorosát adja.
Kettősség és pályajellemzők
Az Eta Carinae legalább két csillagot tartalmaz. Az elsődleges LBV mellett egy forró, nagy tömegű szuperóriás kíséri, amelynek tömege körülbelül 30 naptömeg körüli lehet. A kettős rendszer kölcsönható pályát alkot: a kísérő nagy excentricitású pályán kering, az ismert keringési periódus körülbelül 5,5 év (kb. 2020–2025 napok között). A két csillag erős csillagszelük révén ütközik és intenzív röntgen- és rádióemissziót hoz létre; a röntgensugárzás fázisfüggő változásaival a periasztron körüli kölcsönhatások jól követhetők.
A Homunculus-köd és korábbi kitörések
Az Eta Carinae rendszer egy hatalmas, kettős lobusú (hantlaszerű) gáz- és porfelhőben, a Homunculus-ködben található. Ez a köd a 19. század közepén bekövetkezett úgynevezett „Nagy Kitörés” (1837–1858, csúcspont 1843) során keletkezett, amikor a rendszer rövid időre a bolygók közötti fényességhez hasonlóan nagyon fényes lett. A Homunculus tömege jelentős: különböző becslések szerint néhánytól akár több tíz naptömegig terjedhet (tipikusan ~10–20 M☉ értékeket említenek), és a lökéshullámok sebessége a kilökődéskor több száz km/s nagyságrendű volt. Emellett létezik egy belső, kisebb „Little Homunculus” is, amely egy későbbi kitöréshez köthető.
Megfigyelések és láthatóság
A rendszert erős por- és gázborítás takarja, ezért optikailag részben elhomályosul, de infravörösben és röntgentartományban igen erőteljes forrás. A Weigelt-felhők nevű kis, fényes ködkompaktumok a központi csillag közelében az 1990-es évektől kezdve a Hubble-űrtávcső és interferometriai mérések révén részletesen vizsgálhatók. Eta Carinae-t elektromágneses spektrum-szerte megfigyelik rádiótól a gammasugarakig, mert a főcsillag erős csillagszélje és a kísérővel való kölcsönhatások igen dinamikus jelenségeket hoznak létre.
Az objektum elsősorban a déli féltekéről látható: északi szélesség +30° fölött általában nem kel fel, míg déli szélesség −30° alatt egyes időszakokban hosszabb ideig megfigyelhető.
Jövőbeli sors
Tömege és fejlődési stádiuma miatt az Eta Carinae valószínűleg a közel (asztronómiai értelemben: a következő százezrek–milliók években) időben egy vagy több nagy robbanással, végül szupernóvaként végzi. A pontos kimenetel (klasszikus szupernóva, hipernóva, esetleg páros-instabilitásos esemény) még bizonytalan, mert függ a jelenlegi tömegtől, a tömegvesztés mértékétől és a belső magfejlődéstől.
Miért fontos a csillagászat számára?
- Szabadesési labor: az erős tömegvesztés, a nagy kitörések és a kettősség miatt az Eta Carinae kiváló terep a tömegív, a csillagszél-kölcsönhatások és a szupernóva-előfutárok tanulmányozására.
- Energiatermelés: a rendszert széles hullámhosszon figyelik, mert mechanizmusai (pl. ütköző szelek) ismereteket adnak a csillagok végstádiumáról és a galaktikus környezetre gyakorolt hatásukról.
Eta Carinae tehát nemcsak egy különleges, nagyon fényes csillag, hanem kulcsfontosságú objektum a tömegívű csillagok életciklusának megértéséhez.
A Hubble Űrteleszkóp felvétele az Eta Carinae-ről és a csillagot körülvevő kétpólusú Homunculus-ködről. A Homunculus az Eta Carinae egy kitörése során alakult ki, amelynek fénye 1843-ban érte el a Földet. Maga az Eta Carinae a kép közepéhez közeli fehér foltként jelenik meg, ahol a Homunculus két lebenye összeér.
Az Európai Déli Obszervatórium Nagyon Nagy Távcsöve által a Carina-ködről készített kép (Ultra magas kép elérhető kattintással).
Az Eta Carinae középpontjában egy szupersztár található, amint az ezen a Chandra-képen is látható. Az új röntgenmegfigyelés három jól elkülönülő struktúrát mutat: egy külső, patkó alakú, körülbelül 2 fényév átmérőjű gyűrűt, egy forró, körülbelül 3 fényhónap átmérőjű belső magot, és egy forró, kevesebb mint 1 fényhónap átmérőjű központi forrást, amely a Homunculus-ködért felelős szupersztárt tartalmazhatja. A külső gyűrű egy másik, több mint 1000 évvel ezelőtti nagy robbanásra utal. Hitel: Chandra Tudományos Központ és NASA
Történelem
Az Eta Carinae-t először 4. magnitúdós csillagként jegyezték fel. Az 1837 és 1856 közötti időszakban a "Nagy Kitörés" néven ismert esemény során fényesedett fel. Az Eta Carinae 1843. március 11. és 14. között az égbolt második legfényesebb csillaga lett, mielőtt jóval a szabad szemmel való láthatóság alatt elhalványult volna.
Körülbelül 1940 óta fényesedik, és 2014-ben 4,5 magnitúdó felett érte el a csúcspontját. Az Eta Carinae a déli szélesség 30°-tól délre cirkumpoláris, így az északi szélesség 30°-tól északra soha nem látható.
Rendszer és tulajdonságok
Ez a csillagrendszer jelenleg az egyik legmasszívabb, amely részletesen tanulmányozható. Egészen a közelmúltig az Eta Carinae-t a legnagyobb tömegű egyedi csillagnak tartották, de 2005-ben bebizonyosodott, hogy kettős csillagrendszerről van szó. Az Eta Carinae többszörös csillagrendszerének legnagyobb tömegű csillaga valószínűleg több mint százszor akkora, mint a Nap tömege. Vannak más tömeges csillagok is, amelyekről tudjuk, hogy fényesebbek és nagyobb tömegűek.
Az olyan csillagok, mint az Eta Carinae, több mint egymilliószor annyi fényt bocsátanak ki, mint a Nap. Elég ritkák - mindössze néhány tucat van belőlük egy Tejútrendszer méretű galaxisban. Feltételezhetően az Eddington-határ közelében vagy azon túl vannak. Ez azt jelenti, hogy sugárzásuk kifelé irányuló nyomása majdnem elég erős ahhoz, hogy ellensúlyozza a gravitációt. A 120 naptömeg feletti csillagok meghaladják az Eddington-határt, és gravitációjuk alig elég erős ahhoz, hogy visszatartsa a sugárzásukat és a gázokat.
Az Eta Carinae legfőbb asztrofizikai jelentősége az 1843 körül megfigyelt óriási kitörése. Néhány év alatt az Eta Carinae majdnem annyi látható fényt termelt, mint egy szupernóva-robbanás, de túlélte. Ez egy "szupernóvaimposztor" vagy "sikertelen szupernóva" volt. Az Eta Carinae óriáskitörése volt a jelenség prototípusa.
Az Eta Carinae egyik figyelemre méltó aspektusa a változó fényessége. Jelenleg a fényes kék változócsillag (LBV) kettőscsillagként van besorolva, mivel fényesedési és halványodási mintázata sajátos.
Az Eta Carinae másodlagos csillaga által kibocsátott ionizáló sugárzás a rendszer fő sugárzási forrása. E sugárzás nagy részét az elsődleges csillagszél elnyeli.
Kapcsolódó oldalak
- S Doradus
Kérdések és válaszok
K: Mi az Eta Carinae?
V: Az Eta Carinae egy szuperfényes hiperóriás csillagrendszer, amely a Carina csillagképben található, a Naptól mintegy 7500-8000 fényévre.
K: Az Eta Carinae egynél több csillagot tartalmaz?
V: Igen, az Eta Carinae legalább két csillagot tartalmaz, az elsődleges csillag egy fényes kék változó (LBV) és egy forró szuperóriás csillag, amely körülötte kering.
K: Mekkora az Eta Carinae elsődleges csillagának tömege?
V: Az Eta Carinae elsődleges csillagának eredetileg mintegy 150 naptömege volt, amelyből mára legalább 30-at elvesztett.
K: Mi az a Homunculus-köd?
V: A Homunculus-köd az Eta Carinae-t körülvevő vastag vörös köd, amelyet két csillag alkot. Ez is része a sokkal nagyobb Carina-ködnek.
K: Az Eta Carinae kísérőcsillaga látható optikai távcsövekkel?
V: Nem, az Eta Carinae-t körülvevő hatalmas, vastag vörös köd miatt a kísérőcsillag optikailag nem látható.
K: Milyen fényes az Eta Carinae és a Homunculus-köd?
V: Az Eta Carinae és a Homunculus-köd együttes fényessége több mint ötmilliószorosa a Napénak.
K: Várható-e, hogy az Eta Carinae a jövőben szupernóvaként robban fel?
V: Igen, tömegéből és életszakaszából adódóan várható, hogy az Eta Carinae a jövőben szupernóvaként fog felrobbanni.
