Le stelle esibiscono ogni tipo di comportamento mentre si evolvono. Piccoli nani rossi fumano per miliardi o addirittura trilioni di anni. Le stelle massicce bruciano calde e luminose ma non durano a lungo. E poi ovviamente ci sono supernovae.
Alcune altre stelle attraversano un periodo di intensa fiammata quando giovani, e quelle giovani stelle scintillanti hanno attirato l'attenzione degli astronomi. Un team di ricercatori sta usando l'Atacama Large Millimeter / sub-millimeter Array (ALMA) per cercare di capire il giovane flaring. Il loro nuovo studio potrebbe aver trovato la causa e potrebbe aver contribuito a rispondere a un problema di vecchia data in astronomia.
Il tipo di stella in questione sono le stelle FU Orionis (FU Ori). FU Orionis è sia un tipo di stella, sia una stella specifica nella costellazione di Orione. Il tipo prende il nome dalla stella specifica, che è stata la prima nel suo genere vista divampare nel 1937.
Le stelle di FU Ori sono giovani stelle che non sono ancora nella sequenza principale e non hanno acquisito tutta la loro massa. Possono divampare di diversi ordini di grandezza in un solo anno. Questi episodi scintillanti possono durare decenni e i ricercatori pensano che l'attività sia causata da un aumento della crescita nella giovinezza della stella. Gli scienziati pensano che durante la fiammata, la stella possa acquisire una quantità significativa della sua massa finale.
"L'accrescimento episodico e le sue implicazioni per la formazione di stelle e pianeti non sono ben compresi."
Perez et. al. 2020
Ora un team di ricercatori sta studiando più da vicino le stelle di FU Ori. Sebastien Perez all'Università di Santiago, in Cile, ha guidato lo studio. Il loro nuovo articolo si intitola "Risolvere il sistema FU Orionis con ALMA: Interacting Twin Disks?" È pubblicato su The Astrophysical Journal.
Gli scienziati vogliono sapere cosa c'è dietro questa accrescimento e il flaring associato. Solo alcune stelle lo sperimentano? O è un palcoscenico che attraversano tutte o la maggior parte delle star? Quanto dura; succede solo una volta nella vita di una stella; perché finisce?
Le giovani proto-stelle sono meno luminose del previsto secondo la nostra comprensione della formazione stellare. Questo è noto come il "problema della luminosità" in astronomia e gli scienziati hanno lottato con questo problema per molto tempo. Se le giovani stelle si stavano accumulando a ritmo regolare, dovrebbero essere più luminose. Se tutte le giovani stelle mostrano l'attività di flaring vista nelle stelle FU Ori, ciò potrebbe spiegare questa luminosità mancante. Gli astronomi si sono chiesti da qualche tempo se l'accrescimento di massa in queste giovani stelle formatrici potrebbe non essere costante e se ciò spiegherebbe il problema della luminosità.
"L'accrescimento episodico e le sue implicazioni per la formazione di stelle e pianeti non sono ben compresi", affermano gli autori nel loro articolo. “Sono stati proposti diversi processi fisici per spiegare eventi di accrescimento così drammatici. I meccanismi più favoriti includono la frammentazione del disco e la successiva migrazione verso l'interno dei frammenti, l'instabilità gravitazionale e le instabilità magneto-rotazionali tra gli altri. ”
La stella archetipica di FU Ori è il suo omonimo, FU Orionis, nella costellazione di Orione. Fu osservato divampare nel 1937 e la sua grandezza aumentò da 16,5 a 9,6. Gli astronomi pensavano che fosse l'unico nel suo genere, fino a quando non ne furono osservati altri.
FU Orionis è in realtà due stelle, ognuna circondata da un proprio disco di accrescimento. Sono a Orione, a circa 1360 anni luce di distanza. Perez e il team di ricercatori hanno esaminato da vicino il sistema con ALMA, il primo passo per comprendere il comportamento flare della coppia binaria.
ALMA ha rivelato due dischi di accrescimento, uno attorno a ciascuna stella. Gli scienziati hanno utilizzato osservazioni e modelli per concludere che ciascuno dei dischi è di circa 11 Unità astronomiche nel raggio, che è piccolo ma paragonabile ad altri dischi proto-stellari. La coppia di dischi è separata da circa 250 Unità astronomiche.
La chiave per comprendere l'attività divampante in queste stelle è il movimento, o la cinematica, dei loro dischi. Mentre il team studiava i dischi, scoprirono che ognuno è inclinato e asimmetrico. Pensano che potrebbe essere causato da una sorta di sorvolo da parte di un'altra stella. Potrebbe anche essere causato da interazioni tra i dischi stessi. Ognuno di questi potrebbe causare l'accrescimento episodico e il flaring.
Il team ha anche trovato prove di un lungo flusso di gas tra i dischi. Questo flusso rafforza l'argomento che i dischi interagiscono. Come si dice nel loro articolo, "Anche la rotazione del disco che rivela le emissioni appare asimmetrica e inclinata, suggerendo che i dischi sono soggetti all'interazione sotto forma di un flyby".
Gli autori indicano anche un'alternativa all'interazione disco-disco proposta da un altro team di ricercatori. "Qui, la cattura di un cloudlet o di un frammento di nuvola porta anche a nebulose a riflessione ad arco <l'arco di gas che collega i dischi.> La cattura di questo frammento di nuvola riempie anche il disco consentendo un nuovo rifornimento di materiale per mantenere l'alto tasso di accrescimento. "
Lo studio non risponde una volta per tutte alla domanda di luminosità mancante. Ma usando ALMA per dare un'occhiata ravvicinata alla coppia binaria FU Ori, il team di scienziati ha avanzato la nostra comprensione dell'accrescimento episodico e del flaring. Ci sono altre coppie binarie di stelle FU Ori e saranno obiettivi per studi futuri.
Di Più:
- Comunicato stampa: ALMA esplora i possibili dischi gemelli interagenti
- Documento di ricerca: risoluzione del sistema FU Orionis con ALMA: interazione di dischi gemelli?
- Research Paper: RISOLUZIONE DEL PROBLEMA DELLA LUMINOSITÀ NELLA FORMAZIONE DI STELLE A BASSA MASSA
