FU Orionis – niezwykły układ gwiazd

Układ podwójny gwiazd, FU Orionis, znajdujący się w konstelacji Oriona, po raz pierwszy zwrócił uwagę astronomów w 1936 roku, gdy centralna gwiazda nagle stała się tysiąc razy jaśniejsza niż zwykle. Takie zachowanie, jest domeną umierających gwiazd, nigdy nie zostało zaobserwowane u młodej gwiazdy, takiej jak FU Orionis.

Jak tłumaczą astronomowie, dziwne zjawisko zainspirowało nową klasyfikację gwiazd o tej samej nazwie (gwiazdy FUor). Obiekty te rozbłyskują nagle, wybuchając jasnością, po czym wiele lat później ponownie przygasają. Obecnie naukowcy wiedzą, że zwiększenie jasności jest spowodowane pobieraniem przez gwiazdy energii z otoczenia poprzez akrecję grawitacyjną – główną siłę kształtującą gwiazdy i planety.

Jednak to, jak i dlaczego tak się działo, pozostawało tajemnicą, aż do teraz, dzięki astronomom z National Radio Astronomy Observatory, korzystającym z Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Badanie zostało opublikowane w The Astrophysical Journal.

„FU Orionis pożerała materiał przez prawie 100 lat, aby podtrzymać swoją erupcję. W końcu znaleźliśmy odpowiedź na pytanie, w jaki sposób te młode wybuchające gwiazdy uzupełniają swoją masę. Po raz pierwszy mamy bezpośrednie dowody obserwacyjne materiału napędzającego erupcje” – wyjaśnia Antonio Hales z National Radio Astronomy Observatory.

Jak tłumaczą astronomowie, obserwacje ALMA ujawniły długi, cienki strumień tlenku węgla spadający na FU Orionis. Gaz ten wydaje się nie mieć wystarczającej ilości paliwa, aby podtrzymać trwający wybuch. Zamiast tego naukowcy wskazują, że ten strumień akrecyjny jest pozostałością po poprzednim, znacznie większym elemencie, który zbliżył się do tego młodego układu gwiezdnego.

„Możliwe, że interakcja z większym strumieniem gazu w przeszłości spowodowała niestabilność układu i wywołała wzrost jasności” – wyjaśnia Hales.

Astronomowie wykorzystali kilka konfiguracji anten ALMA, aby uchwycić różne rodzaje emisji pochodzące z FU Orionis i wykryć przepływ masy do układu gwiezdnego. Połączyli również nowatorskie metody numeryczne, aby modelować przepływ masy jako strumień akrecyjny i oszacować jego właściwości.

„Zakres skal kątowych, które jesteśmy w stanie zbadać za pomocą jednego instrumentu, jest naprawdę niezwykły. ALMA daje nam kompleksowy obraz dynamiki formowania się gwiazd i planet, począwszy od dużych obłoków molekularnych, w których rodzą się setki tego typu obiektów” – dodaje Sebastián Pérez z Universidad de Santiago de Chile (USACH).

Obserwacje te, jak wskazują astronomowie, ujawniły również wypływ wolno poruszającego się tlenku węgla z FU Orionis. Gaz ten nie jest związany z ostatnim wybuchem. Zamiast tego jest podobny do wypływów obserwowanych wokół innych obiektów protogwiazdowych.

„Rozumiejąc, jak powstają te osobliwe gwiazdy FUor, potwierdzamy to, co wiemy o tym, jak powstają różne gwiazdy i planety. Uważamy, że wszystkie gwiazdy przechodzą wybuchy. Są one ważne, ponieważ wpływają na skład chemiczny dysków akrecyjnych wokół rodzących się gwiazd i planet, które ostatecznie powstają” – podsumowuje Hales.

Emil Gołoś