A Nap eredettörténete végső soron a miénk is. Az utóbbi években hatalmas előrelépések történtek a csillagok keletkezésének megértésében, de ironikus módon még mindig számtalan alapvető kérdés maradt megválaszolatlan a legközelebbi és számunkra legfontosabb csillaggal kapcsolatban. Ezen kérdések egyike, hogy a Nap vajpn magányosan született, vagy más csillagok hatalmas tömegével együtt.
Bár a Nap kétségkívül nagyon közel van hozzánk a legnagyobb probléma a keletkezéstörténetének feltársával kapcsolatban, hogy ez viszont igen távoli, mivel csillagunk meglehetősen benne van a korban. A Nap 4,6 milliárd évvel ezelőtt született, így középkorúnak számít, és térben is messzire került ősi otthonától – attól a névtelen, mára eltűnt csillagbölcsőtől, amelynek gáz- és poranyaga réges-régen szétszóródott vagy csillagokká tömörödött össze.
Nyomok és meteoritok
Annak ellenére, hogy az említett csillagbölcső megtalálására nincs esély, bizonyos dolgokat mégis megtudhatunk róla. Talán meglepő módon meteoritok formájában van rá némi bizonyíték, hogyan nézhetett ki ez a régió, ezek közül ugyanis néhány még mindig hordoz nyomokat a Naprendszer születése idején uralkodó környezetről. A meteoritokban lévő kémiai elemek, például a kálium izotópjai elárulják, hogy ezek a sziklák hol keletkeztek a preszoláris csillagködben, és a köztük lévő eltérések segítségével meghatározhatók ennek a csillagközi felhőnek körülményei – jóval az első bolygók kialakulása előtt.
Így tehát meteoritokból származó adatok birtokában és a legmodernebb számítógépes szimulációk segítségével egy nemzetközi csillagászcsapat feltárta a Nap valószínűsíthető születési környezetét. Az eredményeket nemrég publikálták a Monthly Notices of the Royal Astronomical Society című folyóiratban.
A szerzők meggyőző érvelése szerint a kutatás eredményei azt sugallják, hogy a Napnak nemcsak, hogy sok testvére volt, hanem elég „nagyvárosi”, sűrű környéken is alakult ki.
A csillagok csillagködöknek vagy nebuláknak nevezett kozmikus gáz- és porfelhőkben születnek, és úgy alakulnak ki, hogy ebben a ködben az anyag bizonyok helyeken gravitációs összeomláson megy át, vagyis egy központi tömegbe sűrűsödik, létrehozva a születő csillagot. A csillagködök sokféle alakban és méretben léteznek, a kis sötét globuláktól a hatalmas kiterjedésű molekuláris felhőkig. Azt pedig, hogy egy csillag hogyan alakul ki egy adott csillagködben, leginkább az ott uralkodó körülmények határozzák meg.
A Barnard 68 nebula például egy hideg gázból és porból – szilikátokból (kőzetanyag) és koromhoz hasonló összetett szénmolekulák apró szemcséiből – álló, sötét csomó, amely viszonylag közel van hozzánk, mindössze néhány száz fényévnyire. Ez a távcsőben nézve szinte hátborzongató, koromfekete kísérteties tömeg teljesen elzárja a mögötte lévő csillagok fényét, mintha egy lyuk az égbolton. Átmérője mindössze fél fényév (kb. 4,5 billió kilométer), és alig van benne elég anyag egyetlen, a Napnál valamivel nagyobb csillag létrejöttéhez. Valószínűleg éppen egy ilyen folyamatnak a közepén tart, és akár 200 ezer éven belül csillaggá alakulhat.
A skála másik végén ott az Orion B molekulafelhő-komplexumot találjuk, amely az aktív csillagkeletkezés elképesztően hatalmas helyszíne, ez több mint ezer fényévnyire van tőlünk, és több száz fényév átmérőjű. Elég anyagot tartalmaz ahhoz, hogy elképesztő számú, akár 100 ezer olyan csillagot hozzon létre, mint a Nap. Az égbolton szabad szemmel is látható, ikonikus Orion-köd, amely jelenleg is több száz csillag születésének helyszíne, csak egy kis részlete ennek a hatalmas csillaggyárnak.
Az ehhez hasonló óriásfelhők viszonylag ritkák, de cserébe ipari méretekben termelik a csillagokat, míg a kisebb felhőkkel tele van a galaxis, de ezek jóval kevésbé kevésbé termékenyek. Pusztán statisztikailag elemezve a rendelkezésre álló adatok azonban nem lehet megmondani, hogy a Nap melyik típusú környezetből érkezhetett: a gyakoriság alapján bármelyik típusú csillaggyárból egyforma eséllyel származhat.
Óriások és törpék
Ezek a különböző méretű csillagködök azonban más szempontokból is jelentősen különböznek egymástól, ami hatással van a bennük születő csillagokra is. A nebulákban található nagy tömegű csillagok jelentős hatással vannak a születő testvéreikre. Szubatomi részecskékből álló, heves szelet bocsáthatnak ki, amely olyan, mintha a napszél több mint tízszeres sebességgel áramolna. Ezek a szelek nehéz elemekkel, például az alumíniummal és a magnéziummal táplálhatják a formálódó csillagokat. Később pedig, amikor a nagy és rövid életet élő csillagok szupernóvaként felrobbannak, elemek másfajta keverékét, például vasat és kobaltot vetnek ki magukból, óriási távolságokra juttatva ezeket.
A nagy tömegű csillagok azonban ritkák. Nagyjából száz csillagból egy elég nagy tömegű ahhoz, hogy ilyen jellegű befolyással bírjon környezet felett, és a kisebb csillagködök egyszerűen nem tudnak kitermelni ilyeneket. Ez azt jelenti, hogy elvileg a korai Naprendszer kémiai összetételének elemzése elárulhatja, hogy milyen volt a Nap gyerekszobája.
És pontosan ennek meghatározására irányult a most közzétett kutatás. A csillagászok elsősorban két elemet vizsgáltak: az alumínium-26-ot és a vas-60-at. Az alumínium-26 a nagy tömegű csillagok belsejében keletkezik, és a szeleik juttatják ki a környezetbe, míg a vas-60 a felrobbanó csillagok termonukleáris kohójában kovácsolódik. Mindkét elem radioaktív, magnéziumra, illetve kobaltra bomlik, így ezen elemek mennyiségének gondos mérése a Naprendszer legkorábbi korszakából származó érintetlen mintákban – vagyis meteoritokban – sokat elárulhat arról, hogy milyen környezetben formálódott a Nap.
A nemzetközi kutatócsoport az új elemzés során a csillagködök és a csillagkeletkezés fizikáját modellezte, különböző környezetekben szimulálva egy Naphoz hasonló csillag születését, a nagyon kevés csillagot tartalmazó nebuláktól a sok ezer csillagot tartalmazó hatalmas molekuláris felhőkig. Ezután mindegyikben verzió esetében kiszámították a keletkező anyagkorong elemösszetételét, majd ezeket a virtuális adatokat összehasonlították a meteoritokban mért kémiai összetétellel.
Eredményeik azt mutatják, hogy abban azt anyagkorongot, amelyből a Nap formálódott valószínűleg erős csillagszelek és szupernóva-robbanások alakították, vagyis alapvető befolyással voltak rá a nagy tömegű csillagok.
Ez pedig azt jelenti, hogy a Nap csillagbölcsője inkább hasonlíthatott az Orion-komplexumra, mint a Barnard 68-ra.
Más szóval, a Nap valószínűleg inkább egy „nagyvárosi” környezetben alakult ki, sok-sok más csillag társaságában, nem pedig magányos vándorként formálódott egy kisebb felhőből. Persze, mivel ez az egykor volt csillagbölcső mára eltűnt, ezt nem lehet könnyen megerősíteni, de az adatok mindenképpen ezt a szcenáriót támasztják alá.
De mi lehet a helyzet a Nap testvéreivel, a többi sok ezer csillaggal, amelyekkel együtt keletkezett? A Naphoz hasonlóan egykoron ők is egymás szoros közelségében voltak, de valószínűleg régen elkóboroltak, és most szétszóródva élnek a galaxisban. A csillagászok mégis keresik őket, remélve, hogy a Naphoz hasonló korú és összetételű csillagokat azonosítva még többet tudhatunk meg saját központi csillagunk jelenéről, múltjáról és jövőjéről.
