Rappresentazione artistica della visione su larga scala di FU~Ori. L'immagine mostra i deflussi risultanti dall'interazione tra il potente vento stellare alimentato dall'esplosione e l'atmosfera rimanente da cui si è formata la stella. I venti stellari creano un potente shock all’interno dell’atmosfera, e il gas di anidride carbonica spazzato via dallo shock è ciò che ha rivelato il nuovo ALMA. Credito: NSF/NRAO/S. Danilo
Alma Le osservazioni della FU Orionis rivelano come l’accrescimento gravitazionale di un flusso di gas del passato provoca improvvisi schiarimenti nelle giovani stelle, facendo luce sui processi di formazione di stelle e pianeti.
Un insolito gruppo di stelle nella costellazione di Orione ha svelato i suoi segreti. FU Orionis, un sistema stellare doppio, attirò per la prima volta l'attenzione degli astronomi nel 1936, quando la stella centrale divenne improvvisamente 1.000 volte più luminosa del solito. Questo comportamento, previsto per le stelle morenti, non è mai stato visto in una stella giovane come Vo Orionis.
Questo strano fenomeno ha ispirato una nuova classificazione delle stelle con lo stesso nome (FUor Stars). Le stelle improvvisamente brillano, esplodendo di luminosità, prima di affievolirsi nuovamente dopo molti anni.
Ora è chiaro che questa luminosità è dovuta al fatto che le stelle ricavano energia dall’ambiente circostante attraverso l’accrescimento gravitazionale, la forza principale che forma stelle e pianeti. Tuttavia, come e perché ciò sia accaduto è rimasto un mistero – fino ad ora, grazie agli astronomi che utilizzano ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array).
Note rivoluzionarie con ALMA
FU Ori ha divorato materiale per quasi 100 anni per continuare la sua eruzione “Abbiamo finalmente trovato la risposta su come queste giovani stelle ricostituiscono la loro massa”, spiega Antonio Hales, vicedirettore dell'ALMA North America Regional Center e scienziato. presso l'Osservatorio Astronomico Nazionale Al-Radawi, l'autore principale di questa ricerca, che è stata pubblicata il 29 aprile sul Giornale astrofisico. “Per la prima volta abbiamo prove osservative dirette dei materiali che alimentano le esplosioni.”
Ingrandisci il sistema binario FU Ori e il suo accumulatore appena scoperto. L'impressione di questo artista mostra lo streamer appena scoperto che alimenta continuamente la massa dal guscio al sistema binario. Credito: NSF/NRAO/S. Danilo
Le osservazioni di ALMA hanno rivelato un lungo e sottile flusso di monossido di carbonio che cade su FU Orionis. Sembra che questo gas non contenga abbastanza carburante per resistere all'attuale esplosione. Si ritiene invece che questo flusso di accrescimento sia un residuo di una struttura molto più grande e precedente caduta in questo giovane sistema stellare.
“È possibile che l'interazione con un flusso di gas più grande in passato possa aver destabilizzato il sistema e causato un aumento della luminosità”, spiega Hales.
Progressi nella comprensione della formazione stellare
Gli astronomi hanno utilizzato diverse configurazioni delle antenne ALMA per catturare diversi tipi di emissioni provenienti dalla FU Orionis e rilevare il flusso di massa nel sistema stellare. Hanno inoltre incorporato nuovi metodi numerici per modellare il flusso di massa come flusso cumulativo e stimarne le proprietà.
“Abbiamo confrontato la forma e la velocità della struttura osservata con quelle previste da una cascata di gas in caduta, e i numeri avevano senso”, afferma Ashish Gupta, Ph.D. candidato all'Osservatorio Europeo Australe (Così), e coautore di questo lavoro, che ha sviluppato i metodi utilizzati per modellare il dispositivo di emissione cumulativa.
Ingrandisci il sistema binario FU Ori e il suo accumulatore appena scoperto. L'impressione di questo artista mostra lo streamer appena scoperto che alimenta continuamente la massa dal guscio al sistema binario. Credito: NSF/NRAO/S. Danilo
“La gamma di scale angolari che possiamo esplorare con un singolo strumento è davvero notevole”, aggiunge Sebastian Pérez dell’Università di Santiago del Cile (USACH). “ALMA ci offre una visione completa della dinamica della formazione di stelle e pianeti, dal grandi nubi molecolari in cui nascono centinaia di stelle, fino ai parametri più comuni per i sistemi solari.” , direttore del Millennium Nucleus of Young Exoplanets and Their Moons (YEMS) in Cile, e coautore di questa ricerca.
Queste osservazioni hanno rivelato anche un flusso lento di monossido di carbonio proveniente dalla FU Orionis. Questo gas non è legato alla recente esplosione. Assomiglia invece ai deflussi osservati attorno ad altri oggetti protostellari.
Hales aggiunge: “Capendo come sono fatte queste strane stelle, confermiamo ciò che sappiamo su come si formano le diverse stelle e i pianeti. Crediamo che tutte le stelle subiscano eventi esplosivi perché influenzano la composizione chimica dei dischi di accrescimento attorno le stelle emergenti e i pianeti che alla fine si formeranno.
“Abbiamo studiato FU Orionis sin dalle prime osservazioni di ALMA nel 2012”, aggiunge Hales. È fantastico che finalmente otteniamo risposte.
Riferimento: “Detection of a slow grand-angle accretion and jet device around FU Orionis” di A. S. Hales, A. Gupta, D. Ruíz-Rodríguez, J. P. Williams, S. Pérez, L. Cieza, C. González-Ruilova, J. E. Pineda, a. Santamaria-Miranda, J. Tobin, B. Weber, Z. Zhou e A. Zorlu, 29 aprile 2024, Giornale astrofisico.
doi: 10.3847/1538-4357/ad31a1
