Masa zvijezde određuje gotovo cijelu njezinu sudbinu: koliko će dugo sjati, kako će završiti život i kakve će elemente stvoriti. No kod vrlo mladih zvijezda, još skrivenih u plinu i prašini, taj je podatak dugo bilo iznimno teško pouzdano izmjeriti.
Novo istraživanje mladih dvojnih sustava u području stvaranja zvijezda u Orionu sada pokazuje da se taj problem može riješiti radiovalovima. Astronomi su uz pomoć mreže radioteleskopa NSF VLBA pratili orbitalno gibanje mladih zvijezda i iz njega izračunali njihove stvarne mase, bez oslanjanja isključivo na teorijske modele.
Zvijezde slične Suncu mogu mirno sjati oko 10 milijardi godina. Mnogo masivnije zvijezde žive znatno kraće, ali u tom kratkom razdoblju snažno zrače i na kraju završavaju kao supernove. Upravo masa određuje i koje će teške elemente zvijezda stvarati, uključujući ugljik, kisik i željezo, elemente važne za planete i život.
Masa zvijezde utječe i na okoliš u kojem mogu nastajati planeti. Zato su mlade zvijezde u Orionu posebno zanimljive. One predstavljaju ranu fazu zvjezdanih sustava iz kojih se poslije mogu razviti planetarni sustavi nalik našem.
Problem je u tome što su te zvijezde skrivene u gustim oblacima plina i prašine. Vidljiva svjetlost, pa čak i velik dio infracrvenog zračenja, ondje teško dopire do teleskopa. Radioopservacije zaobilaze tu prepreku jer prašina ne blokira radiovalove na isti način.
Dvojne zvijezde otkrivaju masu bez nagađanja
Tim je koristio Very Long Baseline Array, mrežu radioteleskopa raspoređenih diljem Sjedinjenih Država, od Havaja do Djevičanskih otoka. Kada rade zajedno, ti teleskopi funkcioniraju poput jednog golemog instrumenta.
Znanstvenici su promatrali mlade dvojne zvjezdane sustave, odnosno parove zvijezda koje kruže oko zajedničkog središta mase. Praćenjem sitnih promjena njihova položaja tijekom mjeseci i godina moguće je rekonstruirati orbitalno gibanje. Iz tog gibanja izravno se izračunava masa zvijezda u sustavu.
“Zvjezdana masa najosnovnije je svojstvo zvijezde, ali ju je kod mladih, duboko skrivenih sustava iznimno teško izmjeriti”, objašnjava voditelj istraživanja Sergio Abraham Dzib Quijano s Instituta Max Planck za radioastronomiju.
Preciznost manja od mililučne sekunde
VLBA je promatrao na frekvenciji od 5 GHz, uz razlučivost manju od mililučne sekunde. To znači da instrument može razdvojiti vrlo bliske dvojne sustave koji bi se na drugim valnim duljinama stopili u jednu točku.
Tehnička preciznost takvih mjerenja iznimna je. Mreža može registrirati pomake na nebu manje od prividne širine ljudske vlasi gledane s udaljenosti od nekoliko tisuća kilometara. U praksi, astronomi iznova mjere položaj iste zvijezde u različitim razdobljima i zatim prate kako se njezin položaj mijenja pod utjecajem gravitacije zvjezdanog pratitelja.
U nekim sustavima ta su mjerenja otkrila i bliske pratioce koji prije nisu bili poznati. Istraživanje je pokazalo i da snažna magnetska aktivnost može trajati i kod relativno masivnih mladih zvijezda.
Kada su izmjerene mase uspoređene sa standardnim modelima razvoja mladih zvijezda, rezultati nisu bili jednaki za sve sustave. Neki su se dobro uklopili u postojeće modele, dok je barem jedan pokazao jasno odstupanje. To upućuje na to da se teorijski modeli najranijih faza zvjezdanog razvoja još moraju precizirati.
“Ta precizna mjerenja mase sada pretvaraju Orion u laboratorij za provjeru načina na koji mlade zvijezde nastaju i razvijaju se”, kaže Jazmin Ordonez-Toro, poslijedoktorandica programa Orquídeas na Astronomskom opservatoriju Sveučilišta u Nariñu i suvoditeljica istraživanja.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
