Az ősz beköszöntének – a kissé rapszodikus időjárási változásokon túl – biztos jele, hogy az Orion csillagkép újra megjelent az éjszakai égbolton, számtalan csillagászati csodájával együtt. Utóbbiak közül talán az ikonikus Orion-köd a legismertebb: egy olyan hatalmas és fényes gázfelhő, amely szabad szemmel is látható, annak ellenére, hogy mintegy 1300 fényévre van a Földtől. Ez a középső „csillag” az Orion tőrében található (a csillagkép öve alatt lógó három csillag alkotta vonalban). A köd már egy kisebb távcsővel nézve is homályosnak tűnik, és egy kicsit erősebb műszerrel elkezd feltárulni valódi természete:
az Orion-köd nem csupán egy gázfelhő, hanem egy hatalmas, több mint két tucat fényév átmérőjű csillaggyár is, ahol folyamatosan csillagok születnek.
Persze ha az Orion-ködöt egy 6,5 méter széles, infravörös fényre „szakosodott” űrtávcsővel tanulmányozzuk, a látvány még sokkal jobb lesz. A csillagászok pedig pont ezt tették a James Webb űrteleszkóp (JWST) segítségével, és a kapott látvány hihetetlenül élvezetes lett – a szemnek és az agynak is. A JWST a közeli infravörös spektrumban vizsgálódva több száz újonnan született csillagot fedezett fel. Ezek a csillagok mindössze néhány százezer évvel ezelőtt kezdtek el hidrogént fuzionálni a magjukban, ami a csillagászok számára gyakorlatilag tegnapnak számít.
A fenti JWST-kép közepén a Trapézium négy csillaga dominál, ezek a legfényesebb csillagok ebben a rendkívül fiatal halmazban. A négy közül a legfényesebb, a Theta1 Orionis C több százezerszer nagyobb energiájú a Napnál. A Theta1 Orionis C olyan fényesen ragyog, hogy egyedül felel a köd fényének nagy részéért. A képen az Orion-ködben található gázsávok és -foszlányok láthatók, amelyeket a csillag sugárzása energizál.
A szintén feltűnő, vöröses színű gázkitörés az Orion Molekuláris Felhő 1 (OMC1) nevű objektum, amely olyan, mint egy tűzijáték robbanása. Bizonyos értelemben az is: benne valószínűleg több naptömegnyi anyag távozik robbanásszerűen egy csillagkatasztrófa helyszínéről, ahol három hatalmas csillag ütközött össze és egyesült. Ez az esemény olyan energiákat szabadított fel, hogy a gázkitörés sebessége elérheti az akár félmillió kilométer/órás sebességet is.
A Jupiter rejtélye
Ugyanerről a régióról készült egy második, lényegesen hosszabb infravörös hullámhosszú kép is, amelyen a hidegebb gáz és a kozmikus por dominál. A csillagok ezeken a hullámhosszakon nem nagyon sugároznak, ezért sokkal halványabban jelennek meg. Az igazi ok, amiért a JWST az Orion-köd felé fordította tekintetét, nem egyszerűen az volt, hogy szép képeket készítsen. A teleszkóp tükre előtt sokkal finomabb, de nem kevésbé jelentős részletek bontakoztak ki. Mielőtt azonban erre rátérnénk, jöjjön egy aprócska, de kapcsolódó kitérő.
Az ősz beálltával és a tél közeledtével ugyanis nem csak az Orion jelenik meg az északi égbolton. November 3-án a Jupiter eléri az oppozícióját, ami azt jelenti, hogy a Földről nézve pont szemben áll a Nappal, és akkor kel fel, amikor a Nap lenyugszik. A Jupiter ekkor van a legközelebb a Földhöz, egész éjjel fent marad, és ilyenkor a legfényesebb és a legnagyobb. Így most kezdődik a legjobb időszak a bolygó megfigyelésére: négy hatalmas Galilei-holdja könnyen észrevehető lesz a kisebb távcsövekkel is, és a bolygót övező viharsávok is jól kivehetők lesznek, akár az amatőrök számára is.
De mi köze van a Jupiternek a James Webbhez és az Orionhoz? A megfejtés az, hogy a mai napig nem tudjuk pontosan, hogyan formálódott a Jupiter, és az Orion-köd nemcsak csillagokat, hanem bolygókat is termel, amelyek nem kerülik el a JWST infravörös tekintetét. Amit a csillagok és bolygók születéséről tudunk, annak nagy részét olyan nagy, fényes csillagok megfigyeléséből szereztük, amelyek fényessége eléri vagy meghaladja a Nap fényességét. A kisebb tömegű csillagok keletkezéséről kevés adatunk van, ezek ugyanis olyan halványak, hogy szabad szemmel láthatatlanok, még akkor is, ha egészen közel vannak a Földhöz.
A James Webb azonban könnyen észreveszi az ilyen halvány objektumokat is az Orion-ködben. Ráadásul a bolygótömegű objektumok formálódásukkor forróak, és az évmilliók alatt csak lassan hűlnek le.
Ez azt jelenti, hogy az Orion-ködben a fiatal bolygók izzanak az infravörös hullámhosszakon, ami a Webb számára nemcsak a jelenlétüket árulja el, hanem olyan fontos részleteket is, mint a hőmérsékletük és a tömegük.
Nomád bolygók mindenütt
Ezért készültek a legújabb felvételek: hogy többet tudjunk meg az égitestek eredetéről az Orion-köd hatalmas terében megbúvó kis csillagok (és nagy bolygók) alapvetően rejtett és nehezen feltárható eloszlásának tanulmányozásával.
A mostani Orion-megfigyeléseket javasló és elvégző csillagászok legnagyobb örömükre több mint 500 olyan objektumot azonosítottak a ködben, amelyek bolygótömegűnek tűnnek.
Ez azt jelenti, hogy az észlelt égitestek tömege kisebb a Jupiter tömegének körülbelül egy tucatszorosánál. Ami ennél nagyobb tömegű, azt barna törpének nevezzük, olyan objektumnak, amelynek tömege a bolygók és a csillagok tömege közé esik. És meglepő módon ezek az objektumok szabadon lebegnek, sodródnak az űrben, nem kötődve egyetlen csillaghoz sem.
Ez a kép elsőre megtévesztően egyszerűnek tűnhet. Hiszen egy ideje már tudjuk, hogy a galaxisokban ritkák a nagy tömegű csillagok, míg a kis tömegűekből bőségesen van. Olyan ez, mint amikor kalapáccsal ráütünk egy kőre: a törmelék egy-két nagy darabból, több közepes méretű darabkából és rengeteg apró szilánkból fog állni. Az analógia persze nem tökéletes, elvégre az asztrofizika nem geológia, és az óriás gázfelhők nem kőzetek. De hogy mennyire helytálló és mennyire nem a párhuzam, azt egyelőre senki sem tudja. A kutatók régóta töprengenek azon, hogy vajon van-e a csillagbölcsőkben a struktúraképződésnek valamilyen alsó határa, ahol a fizika azt diktálja, hogy nem keletkezhetnek extrém kis tömegű objektumok, például bolygók.
Az új megfigyelésekről beszámoló tanulmányok még lektorálásra vár ugyan, de a rendelkezésre álló információk alapján elég meggyőzőnek tűnnek, és azt sugallják, hogy nem létezik ilyen alsó határ. Ha ennyi bolygótömegű objektumot találunk, az azt jelenti, hogy a természet igenis képes létrehozni őket. De hogyan is keletkeztek pontosan?
Titokzatos kettősök
A James Webb segítségével észlelt, szabadon lebegő Orion-bolygók közül sokan elég közel vannak egymáshoz ahhoz, hogy valószínűleg laza kettős rendszerekben keringenek egymás körül. Az ezeket felfedező kutatók éppen ezért Jupiter tömegű bináris objektumok (Jupiter-Mass Binary Objects, azaz JuMBO-k) néven emlegetik őket.
Hogy hogyan keletkeztek, azt nem könnyű megérteni. A kutatók egy része úgy sejti, hogy az ilyen bolygószerű objektumok csillagok körül alakulnak ki. A bolygórendszerek kaotikus kezdeti időszakában a planéták közötti közeli találkozások eredményeként egyesek kilökődhetnek közülük anyarendszerükből, hogy aztán csillagközi nomádokként vándoroljanak az űrben. Bár sok ilyen kóbor bolygót fedeztek már fel, az egyáltalán nem világos, hogyan alkothatnak kettős rendszert.
A felvételeken látható bolygótömegű objektumok közül 40 – közel 10 százalékuk – mégis kettős rendszerek tagja.
Lehetséges az is, hogy a csillagokhoz hasonlóan születnek, közvetlenül az Orion-köd gázából összehúzódva, de ez is furcsa lenne. Bár a kettőscsillagok gyakoriak, a bolygótömegű objektumok kialakulásának korábbi megfigyeléseihez képest sokkal több JuMBO-t találtak, mint ami várható lenne. Lehetséges az is, hogy valamilyen másik még nem tárgyalt mechanizmus eredménye ez, amely alacsony tömegeknél lép működésbe, és elősegíti a Jupiterhez hasonló méretű objektumok felbukkanását, amelyek ráadásul tág kettősöket alkotnak?
Ezt egyelőre a csillagászok sem tudják, de a további megfigyelések segíthetnek a kérdés tisztázásában. A válasz hiánya egyszerre frusztráló, és izgalmas, mint a kozmikus rejtélyek általában. És egyben remek emlékeztető arra, hogy az égbolt tele van megfejtetlen titkokkal, még a legjobban tanulmányozott és legjobban ismert objektumok kapcsán is.
