Zvijezde ispoljavaju sve vrste ponašanja kako se razvijaju. Mali crveni patuljci tinjaju milijarde ili čak trilijune godina. Ogromne zvijezde izgaraju vruće i vedro, ali ne traju dugo. A onda naravno postoje supernove.
Neke druge zvijezde prolaze kroz razdoblje intenzivnog bljeska kad su bile mlade, a te mlade zvijezde koje su zapaljene privukle su pažnju astronoma. Tim istraživača koristi se velikim milimetarskim / sublimilimetarskim nizom Atacama (ALMA) kako bi pokušali razumjeti mladenački plamen. Njihova je nova studija možda našla uzrok i možda pomogla odgovoriti na dugogodišnji problem astronomije.
Dotične vrste zvijezda su FU Orionis zvijezde (FU Ori). FU Orionis je istovremeno i vrsta zvijezda, ali i specifična zvijezda u zviježđu Orion. Vrsta je dobila ime po specifičnoj zvijezdi koja je prva takve vrste viđena 1937. godine.
Zvijezde FU Ori su mlade zvijezde koje još nisu u glavnom slijedu i nisu stekle svu svoju masu. Oni mogu bljesnuti za nekoliko reda veličine samo u jednoj godini. Ove vatrene epizode mogu trajati desetljećima, a istraživači smatraju da je aktivnost uzrokovana povećanim rastom u mladosti zvijezde. Znanstvenici misle da tijekom plamljenja zvijezda može steći značajnu količinu svoje konačne mase.
"Epizodne akcesije i njezine posljedice za formiranje zvijezda i planeta nisu dobro razumljive."
Perez et. dr. 2020
Sada tim istraživača pobliže proučava zvijezde FU Orija. Sebastien Perez sa Sveučilišta Santiago u Čileu vodio je studiju. Njihov novi rad naslovljen je "Rješavanje sustava FU Orionis s ALMA: Interakcija Twin Diskova?" Objavljeno je u The Astrophysical Journal.
Znanstvenici žele znati što se krije iza ovog prikračenja i povezanog spaljivanja. Doživljavaju li to samo neke zvijezde? Ili je to faza kroz koju prolaze sve ili većina zvijezda? Koliko dugo to traje; događa li se samo jednom u životu zvijezde; zašto završava?
Mlade proto zvijezde manje su svjetlucave nego što se očekivalo prema našem razumijevanju zvjezdanih formacija. U astronomiji je to poznat kao "problem svjetlosti", a znanstvenici se s tim problemom bore već duže vrijeme. Ako bi se mlade zvijezde redovito obrađivale, trebale bi biti svjetlije. Ako sve mlade zvijezde pokazuju burne aktivnosti koje se vide u FU Ori zvijezdama, to bi moglo objasniti tu nestalu blistavost. Astronomi se već neko vrijeme pitaju može li masno povećanje kod ovih mladih zvijezda formirati i ne bi li to moglo objasniti problem svjetlosti.
"Epizodna akceracija i njezine posljedice za formiranje zvijezda i planeta nisu dobro shvaćene", kažu autori u svom radu. „Predloženo je nekoliko fizičkih procesa kako bi se objasnili takvi dramatični događaji izraslina. Mehanizmi kojima se najviše daje prednost uključuju fragmentaciju diska i kasniju migraciju fragmenata, unutarnju gravitacijsku nestabilnost i magnetno-rotacijsku nestabilnost. "
Arhetipska zvijezda FU Ori je njen imenjak, FU Orionis, u zviježđu Orion. Primijećen je 1937. godine, a njegova se veličina povećala sa 16,5 na 9,6. Astronomi su smatrali da je jedini takav, sve dok ga drugi ne promatraju.
FU Orionis su zapravo dvije zvijezde, a svaka je okružena vlastitim disk za obradu. Oni su u Orionu, udaljenom oko 1360 svjetlosnih godina. Perez i tim istraživača pomno su razmotrili sustav s ALMA-om, što je prvi korak u razumijevanju burnog ponašanja binarnog para.
ALMA je otkrila dva akreciona diska, po jedan oko svake zvijezde. Znanstvenici su pomoću promatranja i modela zaključili da je svaki od njih u radijusu oko 11 astronomskih jedinica, što je malo, ali usporedivo s ostalim protozvjezdanim diskovima. Par diskova razdvojen je s oko 250 astronomskih jedinica.
Ključno za razumijevanje vatrene aktivnosti u ovim zvijezdama je kretanje ili kinematika njihovih diskova. Dok je tim proučavao diskove, otkrili su da je svaki iskrivljen i nesimetričan. Misle da bi to moglo uzrokovati neku vrstu muhe neke druge zvijezde. Također bi mogla nastati interakcijama između samih diskova. Bilo koji od ovih mogu uzrokovati epizodnu akumulaciju i rascjep.
Tim je također pronašao dokaze o dugačkom, strelovitom toku plina između diskova. Taj tok pojačava argument da diskovi međusobno djeluju. Kako kažu u svom radu, "emisija koja otkriva rotaciju diska također se čini asimetričnom i nakrivljenom, sugerirajući da su diskovi podložni interakciji u obliku leta".
Autori također ukazuju na alternativu interakcije disk-disk koju je predložio drugi tim istraživača. "Ovdje hvatanje oblaka ili fragmenta oblaka dovodi i do maglu refleksije u obliku luka <luk plina koji spaja diskove.> Uhvaćanje ovog fragmenta oblaka također nadopunjuje disk omogućavajući svježu opskrbu materijalom za održavanje visoke stopa rasta
Studija ne odgovara jednom za sva vremena na pitanje koje nedostaje. Ali pomoću ALMA-e da izbliza pogledaju binarni par FU Ori, tim znanstvenika napredovao je u našem razumijevanju epizodne akumulacije i zapaljenja. Postoje i drugi binarni parovi zvijezda FU Orija i oni će biti meta budućeg proučavanja.
Više:
- Priopćenje za javnost: ALMA istražuje moguće interaktivne blizanačke diskove
- Istraživački rad: Rješavanje FU Orionis sustava s ALMA: Interakcija Twin Diskova?
- Istraživački rad: RJEŠAVANJE PROBLEMA LUMINOSTI U FORMACIJI ZVEZDIH MASA
