mai 25, 2024

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Les astronomes résolvent le mystère de l’explosion dramatique de FU Orionis en 1936

Les astronomes résolvent le mystère de l’explosion dramatique de FU Orionis en 1936

Vue d'artiste de la vue à grande échelle de FU~Ori. L'image montre les flux sortants résultant de l'interaction entre le puissant vent stellaire alimenté par l'explosion et l'atmosphère restante à partir de laquelle l'étoile s'est formée. Les vents stellaires créent un choc puissant à l’intérieur de l’atmosphère, et le dioxyde de carbone balayé par le choc est ce que la nouvelle ALMA a révélé. Crédit : NSF/NRAO/S. Danilo

Alma Les observations de FU Orionis révèlent comment l'accrétion gravitationnelle d'un flux de gaz passé provoque un éclaircissement soudain des jeunes étoiles, mettant ainsi en lumière les processus de formation des étoiles et des planètes.

Un groupe inhabituel d'étoiles de la constellation d'Orion a révélé ses secrets. FU Orionis, un système à double étoile, a attiré l'attention des astronomes pour la première fois en 1936 lorsque l'étoile centrale est soudainement devenue 1 000 fois plus brillante que d'habitude. Ce comportement, attendu de la part d'étoiles mourantes, n'a jamais été observé chez une jeune star comme Vo Orionis.

Cet étrange phénomène a inspiré une nouvelle classification des étoiles du même nom (FUor Stars). Les étoiles brillent soudainement, explosant en luminosité, avant de s'atténuer à nouveau après de nombreuses années.

Il est maintenant compris que cette luminosité est due au fait que les étoiles tirent de l’énergie de leur environnement via l’accrétion gravitationnelle, la principale force qui forme les étoiles et les planètes. Cependant, comment et pourquoi cela s’est produit est resté un mystère – jusqu’à présent, grâce aux astronomes utilisant le Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) d’Atacama.

Notes révolutionnaires avec ALMA

FU Ori engloutit de la matière depuis près de 100 ans pour maintenir son éruption. « Nous avons enfin trouvé la réponse à la façon dont ces jeunes étoiles reconstituent leur masse », explique Antonio Hales, directeur adjoint du centre régional ALMA Amérique du Nord et scientifique. à l'Observatoire national d'astronomie Al-Radawi, l'auteur principal de cette recherche, publiée le 29 avril dans le Journal d'astrophysique. « Pour la première fois, nous disposons de preuves observationnelles directes des matériaux ayant alimenté les explosions. »

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Zoom sur le système binaire FU Ori et son accumulateur nouvellement découvert. Cette vue d'artiste montre le streamer nouvellement découvert alimentant continuellement la masse de la coquille vers le système binaire. Crédit : NSF/NRAO/S. Danilo

Les observations d'ALMA ont révélé un long et mince courant de monoxyde de carbone tombant sur FU Orionis. Il semblerait que ce gaz ne contienne pas suffisamment de combustible pour résister à l’explosion actuelle. Au lieu de cela, on pense que ce flux d’accrétion est le vestige d’une caractéristique antérieure beaucoup plus importante qui est tombée dans ce jeune système stellaire.

« Il est possible que l'interaction avec un flux de gaz plus important dans le passé ait déstabilisé le système et provoqué une augmentation de la luminosité », explique Hales.

Progrès dans la compréhension de la formation des étoiles

Les astronomes ont utilisé plusieurs configurations d'antennes ALMA pour capturer différents types d'émissions provenant de FU Orionis et détecter le flux de masse dans le système stellaire. Ils ont également intégré de nouvelles méthodes numériques pour modéliser le débit massique en tant que flux cumulatif et estimer ses propriétés.

« Nous avons comparé la forme et la vitesse de la structure observée avec celles attendues de la trajectoire du gaz tombant, et les chiffres étaient logiques », explique Ashish Gupta, Ph.D. candidat à l'Observatoire européen austral (Éso), et co-auteur de ces travaux, qui a développé les méthodes utilisées pour modéliser le dispositif à émissions cumulées.

Système d'accumulation à double streamer Fu Ori

Zoom sur le système binaire FU Ori et son accumulateur nouvellement découvert. Cette vue d'artiste montre le streamer nouvellement découvert alimentant continuellement la masse de la coquille vers le système binaire. Crédit : NSF/NRAO/S. Danilo

« La gamme d'échelles angulaires que nous pouvons explorer avec un seul instrument est vraiment remarquable », ajoute Sebastian Pérez de l'Université de Santiago du Chili (USACH). « ALMA nous donne une vue complète de la dynamique de la formation des étoiles et des planètes. de grands nuages ​​​​moléculaires dans lesquels naissent des centaines d'étoiles, jusqu'aux métriques les plus courantes pour les systèmes solaires. » , directeur du Millennium Nucleus of Young Exoplanets and Their Moons (YEMS) au Chili, et co-auteur de cette recherche.

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Ces observations ont également révélé un flux lent de monoxyde de carbone provenant de FU Orionis. Ce gaz n'est pas lié à la récente explosion. Au lieu de cela, cela ressemble aux écoulements observés autour d’autres objets protostellaires.

Hales ajoute : « En comprenant comment ces étoiles étranges sont créées, nous confirmons ce que nous savons sur la formation des différentes étoiles et planètes. Nous pensons que toutes les étoiles subissent des événements explosifs. Ces explosions sont importantes car elles affectent la composition chimique des disques d’accrétion qui les entourent. les étoiles émergentes et les planètes qu’elles finissent par former.

« Nous étudions FU Orionis depuis les premières observations d'ALMA en 2012 », ajoute Hales. C'est formidable que nous obtenions enfin des réponses.

المرجع: « اكتشاف جهاز تدفق متراكم وتدفق بطيء واسع الزاوية حول FU Orionis » بواسطة AS Hales، A. Gupta، D. Ruíz-Rodríguez، JP Williams، S. Pérez، L. Cieza، C. González-Ruilova، جي إي بينيدا، une. Santamaria-Miranda, J. Tobin, B. Weber, Z. Zhou et A. Zorlu, le 29 avril 2024, Journal d'astrophysique.
est ce que je: 10.3847/1538-4357/ad31a1