Астрономите разрешават мистерията на драматичната експлозия на FU Orionis от 1936 г

Алма Наблюденията на FU Orionis разкриват как гравитационното натрупване от минал газов поток причинява внезапно изсветляване на младите звезди, хвърляйки светлина върху процесите на формиране на звезди и планети.

Необичайна група звезди в съзвездието Орион разкри своите тайни. FU Орионис, двойна звездна система, за първи път привлече вниманието на астрономите през 1936 г., когато централната звезда изведнъж стана 1000 пъти по-ярка от обикновено. Това поведение, очаквано от умиращи звезди, никога не е било виждано преди в млада звезда като Vo Orionis.

Това странно явление вдъхнови нова класификация на звезди със същото име (FUor Stars). Звездите внезапно засияват, избухват в яркост, преди да потъмнеят отново след много години.

Сега се разбира, че тази яркост се дължи на това, че звездите извличат енергия от заобикалящата ги среда чрез гравитационно натрупване, основната сила, която формира звездите и планетите. Как и защо това се е случило обаче остава загадка – досега, благодарение на астрономите, използващи Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA).

Пробивни бележки с ALMA

FU Ori поглъща материал в продължение на почти 100 години, за да продължи своето изригване. „Най-накрая намерихме отговора как тези млади звезди възстановяват масата си“, обяснява Антонио Хейлс, заместник-директор на регионалния център на ALMA за Северна Америка и учен. в Националната астрономическа обсерватория Ал-Радави, водещият автор на това изследване, което беше публикувано на 29 април в Астрофизичен вестник. „За първи път имаме директни наблюдателни доказателства за материалите, подхранващи експлозиите.“

Увеличете мащаба на двоичната система FU Ori и нейния новооткрит акумулатор. Впечатлението на този художник показва, че новооткритият стример непрекъснато захранва маса от черупката към двоичната система. Кредит: NSF/NRAO/S. Данило

Наблюденията на ALMA разкриха дълъг, тънък поток от въглероден окис, падащ върху FU Orionis. Изглежда, че този газ не съдържа достатъчно гориво, за да издържи сегашната експлозия. Вместо това се смята, че този акреционен поток е остатък от много по-голяма, по-ранна характеристика, която е попаднала в тази млада звездна система.

„Възможно е взаимодействието с по-голям поток от газ в миналото да е дестабилизирало системата и да е причинило увеличаване на яркостта“, обяснява Хейлс.

Напредък в разбирането на образуването на звезди

Астрономите са използвали няколко конфигурации на антени ALMA, за да уловят различни видове емисии, идващи от FU Orionis, и да открият потока на маса в звездната система. Те също така включиха нови числени методи за моделиране на масовия поток като кумулативен поток и оценка на неговите свойства.

„Ние сравнихме формата и скоростта на наблюдаваната структура с тези, които се очакват от траекторията на падащия газ, и числата имаха смисъл“, казва Ашиш Гупта, Ph.D. кандидат в Европейската южна обсерватория (Есо), и съавтор на тази работа, който разработи методите, използвани за моделиране на устройството за кумулативни емисии.

Увеличете мащаба на двоичната система FU Ori и нейния новооткрит акумулатор. Впечатлението на този художник показва, че новооткритият стример непрекъснато захранва маса от черупката към двоичната система. Кредит: NSF/NRAO/S. Данило

„Обхватът на ъгловите мащаби, които можем да изследваме с един инструмент, е наистина забележителен“, добавя Себастиан Перес от Университета на Сантяго де Чили (USACH), „ALMA ни дава цялостен поглед върху динамиката на формирането на звезди и планети от големи молекулярни облаци, в които се раждат стотици звезди, чак до Най-често срещаните показатели за слънчевите системи.“, директор на Millennium Nucleus of Young Exoplanet and Their Moons (YEMS) в Чили и съавтор на това изследване.

Тези наблюдения също разкриха бавно движещ се поток от въглероден окис от FU Orionis. Този газ не е свързан със скорошната експлозия. Вместо това, той прилича на изтичане, наблюдавано около други звездни прототела.

Хейлс добавя: „Като разберем как са направени тези странни звезди, ние потвърждаваме това, което знаем за това как се формират различни звезди и планети нововъзникващите звезди и планетите, които те в крайна сметка образуват.

„Ние изучаваме FU Orionis от първите наблюдения на ALMA през 2012 г.“, добавя Хейлс. Страхотно е, че най-накрая получаваме отговори.

Справка: „Откриване на бавно широкоъгълно натрупване и струйно устройство около FU Orionis“ от A. S. Hales, A. Gupta, D. Ruíz-Rodríguez, J. P. Williams, S. Pérez, L. Cieza, C. González-Ruilova, J. E. Пинеда, а. Сантамария-Миранда, Дж. Тобин, Б. Вебер, З. Джоу и А. Зорлу, 29 април 2024 г., Астрофизичен вестник.
doi: 10.3847/1538-4357/ad31a1