Impressão artística da vista em grande escala de FU~Ori. A imagem mostra os fluxos produzidos pela interação entre fortes ventos estelares alimentados pela explosão e o envelope remanescente a partir do qual a estrela se formou. O vento estelar provoca um forte choque no envelope, e o gás CO arrastado pelo choque é o que o novo ALMA revelou. Crédito: NSF/NRAO/S. Dagnelo
ALMA observações de FU Orionis revelam como o acréscimo gravitacional de uma corrente de gás passada causa brilho repentino em estrelas jovens, lançando luz sobre os processos de formação de estrelas e planetas.
Um grupo incomum de estrelas na constelação de Órion revelou seus segredos. FU Orionis, um sistema estelar duplo, chamou a atenção dos astrónomos pela primeira vez em 1936, quando a estrela central subitamente se tornou 1.000 vezes mais brilhante do que o normal. Este comportamento, esperado em estrelas moribundas, nunca tinha sido observado numa estrela jovem como FU Orionis.
O estranho fenômeno inspirou uma nova classificação de estrelas que compartilham o mesmo nome (FUou estrelas). As estrelas FUor brilham repentinamente, irrompendo em brilho, antes de escurecer novamente muitos anos depois.
Entende-se agora que este brilho se deve ao facto de as estrelas absorverem energia dos seus arredores através da acreção gravitacional, a principal força que molda estrelas e planetas. No entanto, como e porquê isto acontece permaneceu um mistério – até agora, graças aos astrónomos que utilizam o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA).
Observações inovadoras com o ALMA
“FU Ori tem devorado material há quase 100 anos para manter sua erupção. Finalmente encontrámos uma resposta para a forma como estas jovens estrelas em explosão reabastecem a sua massa,” explica Antonio Hales, vice-gerente do Centro Regional Norte-Americano do ALMA, cientista do Observatório Nacional de Radioastronomia e principal autor desta investigação, publicada a 29 de abril. no Jornal Astrofísico. “Pela primeira vez, temos evidências observacionais diretas do material que alimenta as erupções.”
Amplie o sistema binário FU Ori e o streamer de acréscimo recém-descoberto. Esta impressão artística mostra o streamer recém-descoberto alimentando constantemente massa do envelope para o sistema binário. Crédito: NSF/NRAO/S. Dagnelo
As observações do ALMA revelaram um longo e fino fluxo de monóxido de carbono caindo sobre FU Orionis. Este gás não parecia ter combustível suficiente para sustentar a atual explosão. Em vez disso, acredita-se que esta serpentina de acréscimo seja uma sobra de uma característica anterior, muito maior, que caiu neste jovem sistema estelar.
“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”, explica Hales.
Avanços na compreensão da formação estelar
Os astrónomos utilizaram diversas configurações de antenas ALMA para capturar os diferentes tipos de emissões provenientes da FU Orionis e detectar o fluxo de massa para o sistema estelar. Eles também combinaram novos métodos numéricos para modelar o fluxo de massa como uma serpentina de acreção e estimar suas propriedades.
“Comparamos a forma e a velocidade da estrutura observada com a esperada de um rastro de gás em queda, e os números faziam sentido”, diz Aashish Gupta, Ph.D. candidato no Observatório Europeu do Sul (ISSO), e coautor deste trabalho, que desenvolveu os métodos usados para modelar o streamer de acreção.
Amplie o sistema binário FU Ori e o streamer de acréscimo recém-descoberto. Esta impressão artística mostra o streamer recém-descoberto alimentando constantemente massa do envelope para o sistema binário. Crédito: NSF/NRAO/S. Dagnelo
“A gama de escalas angulares que conseguimos explorar com um único instrumento é verdadeiramente notável. O ALMA dá-nos uma visão abrangente da dinâmica da formação de estrelas e planetas, abrangendo desde grandes nuvens moleculares nas quais nascem centenas de estrelas, até às escalas mais familiares dos sistemas solares,” acrescenta Sebastián Pérez da Universidade de Santiago do Chile (USACH). ), diretor do Núcleo do Milênio sobre Exoplanetas Jovens e suas Luas (YEMS) no Chile, e coautor desta pesquisa.
Estas observações também revelaram uma saída de monóxido de carbono lento da FU Orionis. Este gás não está associado à explosão mais recente. Em vez disso, é semelhante aos fluxos observados em torno de outros objetos protoestelares.
Hales acrescenta: “Ao compreender como estas estrelas FUor peculiares são feitas, estamos a confirmar o que sabemos sobre como diferentes estrelas e planetas se formam. 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.”
“Temos estudado a FU Orionis desde as primeiras observações do ALMA em 2012,” acrescenta Hales. É fascinante finalmente ter respostas.”
Referência: “Descoberta de um streamer de acréscimo e um fluxo lento de grande angular em torno de FU Orionis” por AS Hales, A. Gupta, D. Ruiz-Rodriguez, JP Williams, S. Perez, L. Cieza, C. Gonzalez-Ruilova, Pineda JE, Santamaria-Miranda A, Tobin J, Weber P, Zhu Zhu e Zurlo A, O Jornal Astrofísico.
DOI: 10.3847/1538-4357/ad31a1
