Zoom sul sistema binario FU Ori e sul flusso di accrescimento appena scoperto. Questa illustrazione artistica mostra la nuova stella di accrescimento che alimenta costantemente la massa dell’involucro nella binaria.
ALMA fa luce su un mistero astronomico vecchio di 88 anni
Un insolito gruppo di stelle nella costellazione di Orione ci ha svelato i suoi segreti. FU Orionis, un sistema di stelle doppie, ha attirato per la prima volta l’attenzione degli astronomi nel 1936 quando la stella centrale è diventata improvvisamente 1.000 volte più luminosa del solito. Questo comportamento, previsto per le stelle morenti, non era mai stato osservato in una stella giovane come FU Orionis. Lo strano fenomeno ispirò una nuova classificazione delle stelle che portano lo stesso nome (stelle FUor).
Le stelle FUor si accendono all’improvviso, esplodendo di luminosità, prima di attenuarsi di nuovo molti anni dopo. Oggi si è capito che questa luminosità è dovuta al fatto che le stelle assorbono energia dall’ambiente circostante attraverso l’accrescimento gravitazionale, la forza principale che dà forma a stelle e pianeti. Tuttavia, come e perché questo avvenga è rimasto un mistero, fino ad oggi, grazie agli astronomi che hanno utilizzato l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA).
“FU Ori ha divorato materiale per quasi 100 anni per mantenere la sua eruzione. Abbiamo finalmente trovato una risposta al modo in cui queste giovani stelle in esplosione riforniscono la loro massa“, spiega Antonio Hales, vicedirettore del North American ALMA Regional Center, scienziato del National Radio Astronomy Observatory e autore principale di questa ricerca, pubblicata sull’Astrophysical Journal, ‘Per la prima volta abbiamo una prova osservativa diretta del materiale che alimenta le eruzioni’.
Le osservazioni di ALMA hanno rivelato un lungo e sottile flusso di monossido di carbonio che cade su FU Orionis. Questo gas non sembra avere abbastanza combustibile per sostenere l’attuale esplosione. Si ritiene invece che questo flusso di accrescimento sia un residuo di una precedente caratteristica molto più significativa che è caduta in questo giovane sistema stellare.
“È possibile che l’interazione con un flusso di gas più grande in passato abbia reso il sistema instabile e abbia innescato l’aumento di luminosità”, spiega Hales.
Illustrazione artistica della vista a grande scala di FU Ori. L’immagine mostra i flussi prodotti dall’interazione tra i forti venti stellari alimentati dall’esplosione e l’involucro residuo da cui si è formata la stella. Il vento stellare provoca un forte shock nell’inviluppo e il gas CO spazzato via dallo shock è ciò che ha rivelato il nuovo ALMA.
Gli astronomi hanno utilizzato diverse configurazioni di antenne ALMA per catturare i diversi tipi di emissione provenienti da FU Orionis e rilevare il flusso di massa nel sistema stellare. Hanno inoltre combinato nuovi metodi numerici per modellare il flusso di massa come un flusso di accrescimento e stimarne le proprietà.
“Abbiamo confrontato la forma e la velocità della struttura osservata con quella che ci si aspetta da una scia di gas infiltrante, e i numeri avevano senso”, afferma Aashish Gupta, dottorando presso l’European Southern Observatory (ESO) e coautore di questo lavoro, che ha sviluppato i metodi utilizzati per modellare il flusso di accrescimento.
“La gamma di scale angolari che possiamo esplorare con un unico strumento è notevole. ALMA ci offre una visione completa delle dinamiche di formazione di stelle e pianeti, dalle grandi nubi molecolari in cui nascono centinaia di stelle fino alle scale più familiari dei sistemi solari”, aggiunge Sebastián Pérez dell’Universidad de Santiago de Chile (USACH), direttore del Millennium Nucleus on Young Exoplanets and their Moons (YEMS) in Cile e coautore di questa ricerca.
Queste osservazioni hanno anche rivelato un deflusso di monossido di carbonio in lento movimento da FU Orionis. Questo gas non è associato al più recente outburst. È invece simile ai deflussi osservati intorno ad altri oggetti protostellari. Hales aggiunge: “Comprendendo come si formano queste peculiari stelle FUor, stiamo confermando ciò che sappiamo su come si formano le diverse stelle e i pianeti. Riteniamo che tutte le stelle subiscano eventi di outburst. Questi outburst sono importanti perché influenzano la composizione chimica dei dischi di accrescimento attorno alle stelle nascenti e ai pianeti che si formano”.
“Stiamo studiando FU Orionis sin dalle prime osservazioni di ALMA nel 2012”, aggiunge Hales. È affascinante avere finalmente delle risposte”.
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