Háromszor született egy csillaghalmaz

Az NGC 6791 az egyik legöregebb és legnagyobb ismert nyílthalmaz a Tejútrendszerben. A Lyra (Lant) csillagkép irányában látszó objektum tízszer nagyobb, mint egy átlagos halmaz, körülbelül 10 ezer csillagot tartalmaz. Az objektumot L. Bedin és kollégái a Hubble űrtávcső segítségével vették alaposabban szemügyre, és az eredmények nem kis meglepetést okoztak. A halmaz leghalványabb csillagait is sikerült beazonosítani, és a teljes csillagpopuláció vizsgálata alapján a szakemberek arra a következtetésre jutottak, hogy az NGC 6791 csillagai életkoruk szerint három csoportba oszthatóak.

A csillagfejlődés végső fázisában lévő, energiatermelés szempontjából már inaktív fehér törpecsillagok egy részét hatmilliárd, míg egy másik csoport tagjait 4 milliárd évesnek határozták meg a kutatók. Általános esetben egy halmaz tagjai közül az eredetileg legnagyobb tömegű, így a magbeli üzemanyagokat leggyorsabban elégető csillagok közül kerülnek ki az első fehér törpék. A kisebb tömegű csillagok az evolúció korábbi szakaszaiban tartanak. Közülük a kormeghatározás szempontjából azok a legjobb indikátorok, melyek fősorozati állapotukat éppen elhagyják (a magjukban megszűnik a hidrogén fúziója). Ezek az objektumok az asztrofizikusok egyik legfontosabb ábráján, a csillagfejlődést szemléltető szín-fényesség diagramon az úgynevezett elfordulási pontban (turn-off point) találhatóak. Az NGC 6791 esetében az elfordulási pont 8 milliárd éves kort jelez a halmaz csillagaira, ami a fehér törpék egyik populációjának életkorával sincsen összhangban.

Az eredmények azért meglepőek, mert az általános elmélet szerint a nyílthalmazok csillagai egyszerre születnek, és a későbbiekben nem játszódik le újabb csillagkeletkezés. A szakemberek ezért feltételezték, hogy a kormeghatározások során léphetett fel valamilyen hiba. A vizsgálódást a fehér törpecsillagok két eltérő korú csoportjánál kezdték. A fehér törpék folyamatosan, az eltelt idővel arányosan halványodnak, így fényességük pontos mérése révén az életkoruk jól becsülhető.

Bedin és munkatársai találtak egy lehetséges megoldást a kormeghatározás során adódott problémára. Elméletük szerint a fényesebbnek látszó - és így fiatalabbnak becsült - fehér törpék valójában kettős rendszerben lévő csillagok. A halmaz nagy távolsága miatt csillagpároknak csak az együttes fényességük mérhető - azaz a 4 milliárd évesnek becsült fehér törpék a valóságban jóval idősebbek lehetnek. A halmazban egyébként korábban már fedeztek fel kettőscsillagokat, ám ezek mind a fősorozati csillagok köréből kerültek ki.

A fehér törpék 6 milliárd, illetve az elfordulási pontban lévő fősorozati csillagok 8 milliárd évesre becsült kora között azonban még mindig ellentét feszül, amit a kutatók szerint már nem lehet kormeghatározási hibákkal magyarázni. Véleményük alapján egy eddig ismeretlen fizikai folyamat állhat a jelenség hátterében, ami lassítja a fehér törpék evolúcióját. Ugyanakkor az is elképzelhető, hogy a fehér törpecsillagok hűlését leíró összefüggés mégsem tekinthető általános érvényűnek, vagy hogy valamilyen külső hatás révén ebben a nyílthalmazban két lépésben zajlott le a csillagkeletkezés.