Hvězdy projevují nejrůznější chování, jak se vyvíjejí. Malé červené trpaslíky doutnají miliardy nebo dokonce biliony let. Masivní hvězdy hoří horké a jasné, ale netrvají dlouho. A pak samozřejmě existují supernovy.
Některé další hvězdy procházejí obdobím intenzivního vzplanutí, když jsou mladé, a tyto mladé planoucí hvězdy upoutaly pozornost astronomů. Tým vědců používá Atacama Large Millimeter / Sub-milimeter Array (ALMA), aby se pokusil porozumět mladistvýmu vzplanutí. Jejich nová studie mohla najít příčinu a možná pomohla odpovědět na dlouhodobý problém v astronomii.
Typem dotyčné hvězdy jsou hvězdy FU Orionis (FU Ori). FU Orionis je jak typ hvězdy, tak i specifická hvězda v souhvězdí Orion. Typ je pojmenován po konkrétní hvězdě, která byla první svého druhu, která se v roce 1937 rozhořela.
Hvězdy FU Ori jsou mladé hvězdy, které ještě nejsou v hlavní sekvenci a nezískaly veškerou svou hmotu. Mohou vzplanout o několik řádů za jediný rok. Tyto vzplaující epizody mohou trvat desetiletí a vědci se domnívají, že aktivita je způsobena zvýšenou narůstáním v mládí hvězdy. Vědci si myslí, že během vzplanutí může hvězda získat značné množství své konečné hmotnosti.
"Epizodické narůstání a jeho důsledky pro tvorbu hvězd a planet nejsou dobře známy."
Perez et. al. 2020
Tým vědců nyní studuje hvězdy FU Ori blíže. Studii vedl Sebastien Perez na univerzitě v Santiagu v Chile. Jejich nový článek s názvem „Řešení systému Orionis FU pomocí ALMA: Interakce dvou disků?“ Je publikován v The Astrophysical Journal.
Vědci chtějí vědět, co stojí za tímto narůstáním as ním spojeným vzplanutím. Zažijí to jen některé hvězdy? Nebo je to fáze, kterou procházejí všechny nebo většina hvězd? Jak dlouho to trvá; Stává se to jen jednou za život hvězdy; proč to končí?
Podle našeho chápání hvězdné formace jsou mladé protohvězdy méně světelné, než se očekávalo. To je v astronomii známo jako „problém luminosity“ a vědci se s tímto problémem potýkají již dlouhou dobu. Pokud mladé hvězdy narůstaly pravidelně, měly by být jasnější. Pokud všechny mladé hvězdy projeví planoucí aktivitu ve hvězdách FU Ori, mohlo by to vysvětlit tuto chybějící jasnost. Astronomové se už nějakou dobu zajímali, zda masové narůstání v těchto mladých formujících hvězdách nemusí být konstantní, a zda by to mohlo vysvětlit problém jasnosti.
"Epizodické narůstání a jeho důsledky pro tvorbu hvězd a planet nejsou dobře pochopeny," uvedli autoři ve své práci. „Bylo navrženo několik fyzických procesů, které vysvětlují takové dramatické přírůstky. Mezi nejoblíbenější mechanismy patří fragmentace disku a následná migrace fragmentů dovnitř, gravitační nestabilita a magneticko-rotační nestabilita. “
Archetypální hvězda FU Ori je jmenovec FU Orionis v souhvězdí Orion. Bylo pozorováno vzplanutí v roce 1937 a jeho velikost se zvýšila ze 16,5 na 9,6. Astronomové si mysleli, že to byl jediný svého druhu, dokud nebyli pozorováni ostatní.
FU Orionis jsou ve skutečnosti dvě hvězdy, z nichž každá je obklopena vlastním akrečním diskem. Jsou v Orionu, vzdáleném asi 1360 světelných let. Perez a tým vědců se podrobně podívali na systém s ALMA, prvním krokem k pochopení vzplanutí chování binárních párů.
ALMA odhalila dva akreční disky, jeden kolem každé hvězdy. Vědci použili pozorování a modely k závěru, že každý z disků má asi 11 Astronomických jednotek v poloměru, což je malé, ale srovnatelné s jinými protostelárními disky. Dvojice disků je oddělena asi 250 astronomickými jednotkami.
Klíčem k pochopení vzplanutí těchto hvězd je pohyb nebo kinematika jejich disků. Když tým zkoumal disky, zjistili, že každý z nich je zkosený a asymetrický. Myslí si, že to může být způsobeno nějakým létáním od jiné hvězdy. Může to být také způsobeno interakcemi mezi samotnými disky. Každý z nich by mohl způsobit epizodické narůstání a vzplanutí.
Tým také našel důkazy o dlouhém, obloukovitém proudu plynu mezi disky. Tento proud posiluje argument, že disky interagují. Jak se uvádí ve svém článku, „Rotace emisního odhalujícího disku se také jeví asymetrická a zkosená, což naznačuje, že disky podléhají interakci ve formě prolétání.“
Autoři také poukazují na alternativu k interakci disk-disk, kterou navrhl jiný tým vědců. "Zachytávání mraku nebo fragmentu mraku také vede k obloukovitým odrazovým mlhovinám <oblouk plynu spojujícího disky.> Zachycení tohoto fragmentu mraku také doplňuje disk, což umožňuje čerstvý přísun materiálu pro udržení vysoké míra narůstání. “
Studie neodpovídá na chybějící otázku jasnosti jednou provždy. Ale pomocí ALMA k bližšímu pohledu na binární dvojici FU Ori tým vědců rozšířil naše chápání epizodické narůstání a vzplanutí. Existují i další binární páry hvězd FU Ori a budou to cíle pro budoucí studium.
Více:
- Tisková zpráva: ALMA zkoumá možné interakce dvou disků
- Výzkumný článek: Řešení systému FU Orionis pomocí ALMA: Interakce dvou disků?
- Výzkumná kniha: ŘEŠENÍ LUMINOSITNÍHO PROBLÉMU V NÍZKÉ HMOTNOSTI
