Alma Pozorovania FU Orionis odhaľujú, ako gravitačné narastanie z minulého prúdu plynu spôsobuje náhle zjasnenie u mladých hviezd, čo vrhá svetlo na procesy tvorby hviezd a planét.

Nezvyčajná skupina hviezd v súhvezdí Orion odhalila svoje tajomstvá. FU Orionis, dvojhviezdny systém, prvýkrát upútal pozornosť astronómov v roku 1936, keď sa centrálna hviezda náhle stala 1000-krát jasnejšou ako zvyčajne. Toto správanie, ktoré sa očakáva od umierajúcich hviezd, nebolo nikdy videné u mladej hviezdy, ako je Vo Orionis.

Tento zvláštny jav inšpiroval novú klasifikáciu hviezd s rovnakým názvom (FUor Stars). Hviezdy sa zrazu rozžiaria, vybuchnú v jasnosti a po mnohých rokoch opäť stmavnú.

Teraz sa chápe, že tento jas je spôsobený tým, že hviezdy získavajú energiu zo svojho okolia prostredníctvom gravitačnej akrécie, hlavnej sily, ktorá tvorí hviezdy a planéty. Ako a prečo sa to stalo však zostalo záhadou – až doteraz, vďaka astronómom, ktorí používajú Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA).

Prelomové poznámky s ALMA

FU Ori už takmer 100 rokov hltá materiál, aby udržal svoju erupciu v chode „Konečne sme našli odpoveď na to, ako tieto mladé hviezdy dopĺňajú svoju hmotu,“ vysvetľuje Antonio Hales, zástupca riaditeľa ALMA Severoamerického regionálneho centra a vedec. na Národnom astronomickom observatóriu Al-Radawi, hlavného autora tohto výskumu, ktorý bol publikovaný 29. apríla v Astrofyzikálny časopis. „Prvýkrát máme priamy pozorovací dôkaz o materiáloch, ktoré poháňajú výbuchy.“

Priblížte si binárny systém FU Ori a jeho novoobjavený akumulátor. Dojem tohto umelca ukazuje novoobjavený streamer, ktorý nepretržite dodáva hmotu z ulity do binárneho systému. Kredit: NSF/NRAO/S. Danilo

Pozorovania ALMA odhalili dlhý tenký prúd oxidu uhoľnatého dopadajúci na FU Orionis. Zdá sa, že tento plyn neobsahuje dostatok paliva, aby odolal súčasnému výbuchu. Namiesto toho sa predpokladá, že tento akrečný tok je pozostatkom oveľa väčšieho skoršieho útvaru, ktorý spadol do tohto mladého hviezdneho systému.

„Je možné, že interakcia s väčším prúdom plynu v minulosti mohla destabilizovať systém a spôsobiť zvýšenie jasu,“ vysvetľuje Hales.

Pokroky v pochopení vzniku hviezd

Astronómovia použili niekoľko konfigurácií antén ALMA na zachytenie rôznych typov emisií pochádzajúcich z FU Orionis a detekciu toku hmoty do hviezdneho systému. Zahrnuli tiež nové numerické metódy na modelovanie hmotnostného toku ako kumulatívneho toku a odhad jeho vlastností.

„Porovnali sme tvar a rýchlosť pozorovanej štruktúry s tými, ktoré sa očakávali od kaskády padajúcich plynov, a čísla dávali zmysel,“ hovorí Ashish Gupta, Ph.D. kandidát na Európske južné observatórium (Eso), a spoluautorom tejto práce, ktorý vyvinul metódy používané na modelovanie zariadenia s kumulatívnou emisiou.

Priblížte si binárny systém FU Ori a jeho novoobjavený akumulátor. Dojem tohto umelca ukazuje novoobjavený streamer, ktorý nepretržite dodáva hmotu z ulity do binárneho systému. Kredit: NSF/NRAO/S. Danilo

„Rozsah uhlových mierok, ktoré môžeme preskúmať pomocou jediného prístroja, je skutočne pozoruhodný,“ dodáva Sebastian Pérez z Univerzity v Santiagu de Chile (USACH). „ALMA nám poskytuje komplexný pohľad na dynamiku formovania hviezd a planét veľké molekulárne oblaky, v ktorých sa rodia stovky hviezd, až po Najbežnejšie metriky pre slnečné sústavy.“ , riaditeľ Millennium Nucleus of Young Exoplanets and Their Moons (YEMS) v Čile a spoluautor tohto výskumu.

Tieto pozorovania tiež odhalili pomaly sa pohybujúci tok oxidu uhoľnatého z FU Orionis. Tento plyn nesúvisí s nedávnym výbuchom. Namiesto toho pripomína výlevy pozorované okolo iných protohviezdnych objektov.

Hales dodáva: „Pochopením toho, ako sa tieto podivné hviezdy vyrábajú, potvrdzujeme, čo vieme o tom, ako vznikajú rôzne hviezdy a planéty. Veríme, že všetky hviezdy podliehajú výbušným udalostiam, pretože ovplyvňujú chemické zloženie akrečných diskov vznikajúce hviezdy a planéty, ktoré nakoniec vytvoria.“

„Študujeme FU Orionis od prvých pozorovaní ALMA v roku 2012,“ dodáva Hales. Je skvelé, že konečne dostávame odpovede.

Odkaz: „Detekcia pomalého širokouhlého akrécie a tryskového zariadenia okolo FU Orionis“ od A. S. Halesa, A. Guptu, D. Ruíza-Rodrígueza, J. P. Williamsa, S. Péreza, L. Ciezu, C. González-Ruilovej, J. E. Spoločnosť Pineda, a. Santamaria-Miranda, J. Tobin, B. Weber, Z. Zhou a A. Zorlu, 29. apríla 2024, Astrofyzikálny časopis.
doi: 10.3847/1538-4357/ad31a1