Os astrônomos ficaram surpresos em 1937, quando uma estrela em um par binário subitamente brilhou 1.000 vezes. O par é chamado FU de Órion (FU Ori), e está na constelação de Órion. A súbita e extrema variabilidade de uma das estrelas resistiu a uma explicação completa e, desde então, FU Orionis tornou-se o nome de outras estrelas que exibem variabilidade poderosa semelhante.
A estrela em questão chama-se Orionis North e é a estrela central do par. Os astrónomos observam o seu comportamento de brilho em estrelas velhas, mas não em estrelas jovens como FU Ori. A jovem estrela tem apenas cerca de 2 milhões de anos.
Astrônomos que trabalham com o ALMA (Atacama Large Millimetre-submillimetre Array) descobriram a razão por trás da variabilidade de Fu Ori. Eles publicaram suas pesquisas no Astrophysical Journal. É intitulado “Descoberta de um streamer de acréscimo e um fluxo lento de grande angular em torno de FU Orionis”, e o autor principal é Antonio Hales, vice-gerente do Centro Regional Norte-Americano ALMA e cientista com o NRAO.
Aqui está o que os cientistas sabem sobre as estrelas FU Ori (FUor) e sua variabilidade. Eles brilham quando atraem gás gravitacionalmente para um disco de acreção. Muita massa de uma só vez pode desestabilizar o disco e, à medida que o material cai na estrela, ele fica mais brilhante. Mas o que eles não entendiam era por que e como isso aconteceu.
“FU Ori tem devorado material há quase 100 anos para manter sua erupção. Finalmente encontrámos uma resposta sobre como estas jovens estrelas em explosão reabastecem a sua massa,” explicou o autor principal Hales. “Pela primeira vez temos evidências observacionais diretas do material que alimenta as erupções.”
ALMA é o maior radiotelescópio do mundo. É um interferômetro com 66 antenas separadas, que podem ser movidas pelo solo para dar ao observatório um efeito de “zoom-in”. Este poderoso observatório impulsionou muita ciência astronômica.
Nesta investigação, o ALMA identificou uma longa corrente de monóxido de carbono que parece estar a cair em FU Ori. Os investigadores não acreditam que esta serpentina tenha material suficiente para sustentar a atual explosão da estrela. Mas pode ser o resquício de um episódio passado. “É possível que a interação com um fluxo maior de gás no passado tenha feito com que o sistema se tornasse instável e provocasse o aumento do brilho”, explicou Hales.
A atual explosão cria fortes ventos estelares que interagem com um envelope restante de material da formação da estrela. O vento sacode o envelope, levando consigo o monóxido de carbono. O CO é o que o ALMA detectou.
A capacidade do ALMA de operar em diferentes configurações e comprimentos de onda desempenhou um papel importante neste trabalho. Isso permitiu à equipe detectar diferentes tipos de emissões e detectar a massa fluindo para FU Ori. Eles compararam as observações com modelos de fluxo de massa e serpentinas de acreção. “Comparamos a forma e a velocidade da estrutura observada com as esperadas de um rastro de gás em queda, e os números faziam sentido”, disse Aashish Gupta, Ph.D. candidato no Observatório Europeu do Sul (ESO). Gupta é coautor deste trabalho e desenvolveu os métodos usados para modelar o streamer de acréscimo.
Os pesquisadores mediram a quantidade de material que flui para o FU Ori através do streamer. Cerca de 0,07 massas de Júpiter por Myr?1 fluir para a jovem estrela. Júpiter é cerca de 318 vezes mais massivo que a Terra. Isso significa que a taxa de infall streamer do FU Ori é menor do que a infall em torno outras protoestrelas de classe 0. “Isso sugeriria que o streamer observado exigirá ?100 Myr para reabastecer as massas do disco, o que é pelo menos uma ordem de magnitude maior do que a vida útil típica do disco”, apontam os autores.
A serpentina de queda e seu efeito na estrela são complexos. Não chega material suficiente através do streamer para desencadear as explosões. “O streamer precisa ser mais massivo para sustentar as taxas de acréscimo de explosão de FU Ori (em várias ordens de magnitude). A taxa estimada de queda de massa da serpentina não é suficientemente grande para sustentar taxas de acreção estelar inativas”, explicam os autores.
Em vez disso, o material que cai causa instabilidade no disco, que por sua vez fornece material suficiente para FU Ori para desencadear explosões. “A queda anisotrópica, os eventos de captura de nuvens, a entrega não homogênea de material e a acumulação de material em torno das armadilhas de poeira podem levar a instabilidades do disco que podem desencadear explosões de acreção”, escrevem Hales e seus coautores. Eles não podem dizer com certeza se é isso que está acontecendo. Isso exigiria mais modelagem, o que está fora do escopo deste trabalho.
O ALMA também detectou outra serpentina de CO em movimento lento. Esta vem da estrela em vez de cair nela. Hales e seus colegas acham que esta serpentina é semelhante às serpentinas provenientes de outros objetos protoestelares jovens e não está relacionada com o brilho. “As observações ALMA revelam pela primeira vez a presença de fluxos bipolares de grande escala e grande angular em torno do protótipo da classe FU Ori”, escrevem os investigadores no seu artigo.
Curiosamente, os astrónomos detectaram estes fluxos de outras estrelas FUor, mas nunca na própria FU Ori. Vem de Fu Ori North, a estrela que experimenta o poderoso brilho.
“Pesquisas anteriores de fluxos moleculares em torno de FUors, principalmente usando telescópios de prato único, relataram fluxo de material de muitos FUors, mas não conseguiram detectar fluxos emergentes do protótipo da classe FUor”, escrevem os pesquisadores em seu artigo. “Essas não-detecções instigaram a crença de que não havia fluxos moleculares em torno do sistema FU Ori. Nossa descoberta encerra o mistério ao demonstrar claramente a presença de um fluxo molecular do próprio FU Ori.”
Compreender as estrelas jovens é fundamental porque o seu comportamento governa a formação dos planetas. O brilho de FU Ori pode ter um efeito definidor nos planetas que se formam ao redor da estrela.
“Ao compreender como são formadas estas estrelas FUor peculiares, estamos a confirmar o que sabemos sobre como se formam diferentes estrelas e planetas,” explicou Hales. “Acreditamos que todas as estrelas passam por eventos de explosão. Estas explosões são importantes porque afectam a composição química dos discos de acreção em torno das estrelas nascentes e dos planetas que eventualmente formarão.”
Para os autores, a sua investigação demonstra como o poderoso observatório ALMA dá um contributo único para a investigação astronómica. “Esses resultados demonstram o valor das observações interferométricas multiescala para melhorar nossa compreensão do sistema de explosão FU Ori e fornecer novos insights sobre a complexa interação de mecanismos físicos que governam o comportamento do tipo FUor e de muitos outros tipos de estrelas em explosão”, os autores. concluir.
Fonte: InfoMoney
