Em 1936, os astrônomos observaram FU Orionis, uma estrela fraca na constelação de Órion, brilhar dramaticamente. O brilho da estrela aumentou 100 vezes em questão de meses. Quando atingiu o pico, era 100 vezes mais luminoso que o nosso Sol.
Os astrónomos nunca tinham observado uma estrela jovem brilhando desta forma.
Desde então, aprendemos que FU Orionis é uma estrela binária. Ela está cercada por um disco circunstelar e os episódios de brilho são desencadeados quando a estrela agrega massa do disco. Existem outras estrelas jovens semelhantes a FU Orionis, e agora é o homônimo de toda uma classe de estrelas jovens variáveis que brilham da mesma maneira. As estrelas FU Ori são uma subclasse de Estrelas de T-Tauriestrelas jovens, pré-sequência principal, que ainda estão em crescimento.
Os astrônomos modelaram os episódios de acreção e brilho de FU Ori com algum sucesso. Mas a natureza da interface disco-estrela permanece um mistério. As tentativas de imaginar a fronteira entre os dois não tiveram sucesso. Até agora.
Os astrônomos usaram o Telescópio Espacial Hubble para observar FU Ori com os instrumentos COS (Cosmic Origins Spectrograph) e STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph) do telescópio. Seus resultados foram publicados no The Astrophysical Journal Letters. A pesquisa é “Um choque de acreção detectado no ultravioleta distante na fronteira estrela-disco de FU Ori” e o autor principal é Adolfo Carvalho. Carvalho é doutorando em Astronomia pela Caltech.
As estrelas FU Ori são estrelas T-Tauri que representam os objetos estelares jovens (YSOs) de acreção mais ativa. A pressão magnética externa das estrelas T-Tauri impede que o disco toque a estrela. Os astrónomos pensam que as estrelas clássicas T-Tauri acumulam material ao longo das suas linhas de campo magnético e depositam nos pólos num processo denominado acreção magnetosférica.
No entanto, as estrelas FU Ori são diferentes. Eles sofreram instabilidade do disco porque o disco é muito maior que a estrela, devido à presença de um binário ou devido à queda de material. A instabilidade leva a mudanças rápidas na taxa de acréscimo. O aumento da taxa de acreção perturba o equilíbrio entre o campo magnético da estrela e a borda interna do disco de acreção. Os espectros das estrelas FU Ori são dominados por características de absorção do disco interno. O excesso de emissões dessas estrelas é entendido como choque de matéria na fotosfera da estrela. No entanto, para estrelas FU Ori, os astrónomos não têm certeza sobre a estrutura detalhada da camada limite de acreção.
Os pesquisadores se concentraram na borda interna do disco de acreção de FU Ori em uma tentativa de confirmar o modelo do disco de acreção e compreender a camada limite de forma mais completa.
“Esperávamos validar a parte mais quente do modelo do disco de acreção, para determinar a sua temperatura máxima, medindo mais perto da borda interna do disco de acreção do que nunca”, disse Lynne Hillenbrand da Caltech em Pasadena, Califórnia, uma co- autor do artigo. “Acho que havia alguma esperança de que veríamos algo extra, como a interface entre a estrela e o seu disco, mas certamente não esperávamos isso. O facto de termos visto muito mais – era muito mais brilhante no ultravioleta do que prevíamos – foi a grande surpresa.”
Nas estrelas FU Ori, o disco de acreção está mais próximo do que nas estrelas T-Tauri. Isso, combinado com a taxa de queda aprimorada, os torna muito mais brilhantes que os T-Tauris. Na verdade, durante uma explosão, o disco supera a estrela. O disco está orbitando mais rápido do que a rotação da estrela, e isso significa que deve haver uma região onde o disco impacta a estrela. O impacto desacelera o material e o aquece.
As novas observações UV do Hubble mostram que a região está lá e que é muito mais quente do que se pensava.
“Os dados do Hubble indicam uma região de impacto muito mais quente do que os modelos previram anteriormente”, disse o autor principal Carvalho. “Em FU Ori, a temperatura é de 16.000 Kelvins [nearly three times our Sun’s surface temperature]. Essa temperatura escaldante é quase o dobro da quantidade calculada pelos modelos anteriores. Isso nos desafia e nos encoraja a pensar em como esse salto de temperatura pode ser explicado.”
Isso significa que o modelo científico das estrelas FU Ori, denominado modelo de acreção de disco viscoso, precisa ser atualizado. O modelo revisto da equipa diz que à medida que o material do disco de acreção se aproxima da estrela e atinge a sua superfície, produz um choque quente que emite luz ultravioleta. A temperatura do choque sugere que o material está se movendo a 40 km/s na fronteira, o que está de acordo com as simulações do processo de acreção.
“A temperatura medida e o tamanho da região de emissão de FUV são consistentes com as expectativas de um choque na fronteira disco-estrela”, explicam os autores na sua investigação. “O choque surge da colisão do fluxo de acreção da superfície do disco altamente supersônico com a fotosfera estelar.”
Uma questão que os cientistas têm diz respeito à formação de exoplanetas em torno de estrelas jovens. Os investigadores pensam que os planetas começam a formar-se quando as estrelas são muito jovens. Esta explosão quente é um prejuízo para a formação de planetas? Isso afeta sua evolução? A extrema queima de acreção UV que as estrelas FU Ori sofrem pode afetar a química dos planetas.
“Nosso modelo revisado baseado nos dados do Hubble não é estritamente uma má notícia para a evolução do planeta, é uma espécie de mistura”, explicou Carvalho. “Se o planeta estiver bem longe do disco durante a sua formação, as explosões de um objeto FU Ori deverão influenciar o tipo de produtos químicos que o planeta acabará por herdar. Mas se um planeta em formação estiver muito próximo da estrela, então a história é um pouco diferente. Dentro de algumas explosões, quaisquer planetas que se formem muito perto da estrela podem mover-se rapidamente para dentro e eventualmente fundir-se com ela. Você poderia perder, ou pelo menos fritar completamente, planetas rochosos que se formam perto de tal estrela.”
Fonte: InfoMoney
