O sistema estelar em erupção de Orions revela seus segredos
Impressão artística da visão 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. Impressão artística da visão 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. 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).
"FU Ori tem devorado material há quase 100 anos para manter a 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 ALMA, cientista com o Observatório Nacional de Radioastronomia e principal autor desta pesquisa, publicada hoje no The Astrophysical Journal .
“Pela primeira vez temos evidências observacionais diretas do material que alimenta as erupções”, diz Hales. Amplie o sistema binário FU Ori e o recém-descoberto streamer de acréscimo. 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.
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 fizeram sentido”, diz Aashish Gupta, Ph.D. candidato no Observatório Europeu do Sul (ESO), e co-autor deste trabalho, que desenvolveu os métodos usados para modelar a serpentina de acreção.
"A gama de escalas angulares que somos capazes de 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 Milénio sobre Jovens Exoplanetas e suas Luas (YEMS) no Chile, e coautor desta investigação. Esquerda:imagem composta óptica RGB de LBN 878 (a nebulosa vermelha e marrom dominando o campo) obtida pelo astrofotógrafo Jim Thommes. FU Ori (com sua nebulosa de reflexão) é o objeto brilhante localizado no centro da imagem. A inserção mostra a intensidade integrada
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Mapas de CO(2–1) traçados pelas observações do ALMA. Redshift e blueshift
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Mapas de intensidade integrados de CO de FU Ori são plotados sobre a emissão óptica (escala de cores). O mapa do momento 0 com desvio azul (contornos azuis) foi construído incluindo emissão de 8,0 a 11,5 km s
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, enquanto a emissão integrada com desvio para o vermelho (contornos vermelhos) inclui a emissão entre 12,7 e 17,5 km s
−1
. Crédito:The Astrophysical Journal (2024). DOI:10.3847/1538-4357/ad31a1 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 essas estrelas FUor peculiares são feitas, estamos confirmando o que sabemos sobre como diferentes estrelas e planetas se formam. Acreditamos que todas as estrelas passam por eventos de explosão. Essas explosões são importantes porque afetam a composição química do discos de acreção em torno de estrelas nascentes e dos planetas que elas eventualmente formarão."
“Temos estudado a FU Orionis desde as primeiras observações do ALMA em 2012,” acrescenta Hales. É fascinante finalmente ter respostas."
