W miarę ewolucji gwiazdy wykazują różnego rodzaju zachowania. Małe czerwone karły tli się przez miliardy, a nawet tryliony lat. Masywne gwiazdy palą się gorąco i jasno, ale nie trwają długo. A potem oczywiście są supernowe.
Niektóre inne gwiazdy przechodzą okres intensywnego rozbłysku, gdy są młode, a te młode gwiazdy przykuwają uwagę astronomów. Zespół naukowców używa tablicy Atacama Large Millimeter / sub-millimeter Array (ALMA), aby spróbować zrozumieć młodzieńczy płomień. Ich nowe badania mogły znaleźć przyczynę i pomóc w rozwiązaniu długotrwałego problemu w astronomii.
Typ gwiazdy, o której mowa, to gwiazdy FU Orionis (FU Ori). FU Orionis jest zarówno rodzajem gwiazdy, jak i określoną gwiazdą w gwiazdozbiorze Oriona. Nazwa pochodzi od konkretnej gwiazdy, która była pierwszą tego rodzaju widoczną na niebie w 1937 roku.
Gwiazdy FU Ori to młode gwiazdy, które nie są jeszcze w głównej sekwencji i nie uzyskały całej swojej masy. Mogą rozbłysnąć o kilka rzędów wielkości w ciągu zaledwie jednego roku. Te płomienne epizody mogą trwać dziesięciolecia, a badacze uważają, że aktywność jest spowodowana zwiększoną akrecją w młodości gwiazdy. Naukowcy uważają, że podczas rozbłysku gwiazda może uzyskać znaczną część swojej ostatecznej masy.
„Akrecja epizodyczna i jej konsekwencje dla formowania się gwiazd i planet nie są dobrze poznane”.
Perez i in. glin. 2020
Teraz zespół badaczy dokładniej przygląda się gwiazdom FU Ori. Kierownikiem badań był Sebastien Perez z University of Santiago, Chile. Ich nowy artykuł zatytułowany jest „Rozwiązanie FU Orionis System za pomocą ALMA: Interacting Twin Disks?” Jest opublikowany w The Astrophysical Journal.
Naukowcy chcą wiedzieć, co kryje się za tą akrecją i związanym z nią rozszerzaniem. Czy doświadczają tego tylko niektóre gwiazdy? Czy jest to etap, przez który przechodzą wszystkie gwiazdy lub większość? Jak długo to trwa; czy zdarza się to tylko raz w życiu gwiazdy; dlaczego to się kończy
Zgodnie z naszym rozumieniem formacji gwiezdnej młode proto-gwiazdy są mniej świecące niż się spodziewano. Jest to znane jako „problem jasności” w astronomii, a naukowcy zmagają się z tym problemem od dłuższego czasu. Jeśli młode gwiazdy narastają w regularnym tempie, powinny być jaśniejsze. Gdyby wszystkie młode gwiazdy wykazywały płomienne działanie obserwowane w gwiazdach FU Ori, mogłoby to wyjaśnić tę brakującą jasność. Astronomowie zastanawiali się przez jakiś czas, czy narastanie masy w tych młodych formujących się gwiazdach może nie być stałe i czy to może wyjaśniać problem jasności.
„Akrecja epizodyczna i jej implikacje dla formowania się gwiazd i planet nie są dobrze poznane” - twierdzą autorzy w swoim artykule. „Zaproponowano kilka procesów fizycznych w celu wyjaśnienia tak dramatycznych zdarzeń akrecyjnych. Najbardziej uprzywilejowane mechanizmy to między innymi fragmentacja dysku i późniejsza migracja fragmentów do wewnątrz, niestabilność grawitacyjna i niestabilność magneto-rotacyjna. ”
Archetypowa gwiazda FU Ori to jej imiennik, FU Orionis, w gwiazdozbiorze Oriona. W 1937 r. Zaobserwowano płomienie, a jego wielkość wzrosła z 16,5 do 9,6. Astronomowie uważali, że był to jedyny w swoim rodzaju, dopóki nie zaobserwowano innych.
FU Orionis to tak naprawdę dwie gwiazdy, każda otoczona własnym dyskiem akrecyjnym. Są w Orionie, w odległości około 1360 lat świetlnych. Perez i zespół naukowców uważnie przyjrzeli się systemowi z ALMA, co było pierwszym krokiem do zrozumienia zachowania flary pary binarnej.
ALMA ujawniła dwa dyski akrecyjne, po jednym wokół każdej gwiazdy. Naukowcy wykorzystali obserwacje i modele do wniosku, że każdy z dysków ma promień około 11 jednostek astronomicznych, który jest mały, ale porównywalny z innymi dyskami proto-gwiezdnymi. Para dysków jest oddzielona przez około 250 jednostek astronomicznych.
Kluczem do zrozumienia aktywności płomieni w tych gwiazdach jest ruch lub kinematyka ich dysków. Gdy zespół badał dyski, odkrył, że każdy z nich jest wypaczony i asymetryczny. Myślą, że może to być spowodowane przelotem innej gwiazdy. Może to być również spowodowane interakcjami między samymi dyskami. Każdy z nich może powodować epizodyczną akrecję i rozszerzanie się.
Zespół znalazł również dowody na istnienie długiego, łukowego strumienia gazu między dyskami. Ten strumień wzmacnia argument, że dyski wchodzą w interakcje. Jak mówią w swoim artykule: „Obrót dysku ujawniający emisję również wydaje się asymetryczny i wypaczony, co sugeruje, że dyski podlegają interakcji w postaci przelotu”.
Autorzy wskazują również na alternatywę dla interakcji dysk-dysk zaproponowaną przez inny zespół naukowców. „Wychwytywanie fragmentu chmurki lub chmury prowadzi również do mgławic refleksyjnych w kształcie łuku <łuk gazu łączący dyski.> Przechwytywanie tego fragmentu chmury również uzupełnia dysk, zapewniając świeże zapasy materiału w celu utrzymania wysokiej wskaźnik akrecji. ”
Badanie nie odpowiada na pytanie o brakujące światło raz na zawsze. Ale korzystając z ALMA, aby przyjrzeć się parze binarnej FU Ori, zespół naukowców pogłębił nasze rozumienie epizodycznej akrecji i rozszerzania się. Istnieją inne pary binarne gwiazd FU Ori i będą one celem przyszłych badań.
Więcej:
- Informacja prasowa: ALMA bada możliwe współdziałające dyski bliźniacze
- Artykuł badawczy: Rozwiązanie systemu FU Orionis za pomocą ALMA: Interaktywne bliźniacze dyski?
- Artykuł badawczy: ROZWIĄZYWANIE PROBLEMU ŚWIETLNOŚCI W FORMACJI NISKIEJ MASY
