Risolto il mistero dell’esplosione drammatica di FU Orionis
La scoperta di ALMA: il segreto delle stelle FU Orionis
Le osservazioni effettuate con l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) hanno permesso di svelare il meccanismo alla base dell’improvviso aumento di luminosità delle giovani stelle, come quelle del sistema FU Orionis, fornendo nuove informazioni sui processi di formazione stellare e planetaria.
• La scoperta di ALMA: il segreto delle stelle FU Orionis
• Osservazioni rivoluzionarie con ALMA
• Progressi nella comprensione della formazione stellare
Un gruppo insolito di stelle nella costellazione di Orione ha rivelato i propri segreti. FU Orionis, un sistema stellare binario, ha attirato l’attenzione degli astronomi nel 1936 quando la stella centrale divenne improvvisamente 1.000 volte più luminosa del solito. Questo comportamento, atteso da stelle morenti, non era mai stato osservato in una stella giovane come FU Orionis.
Il fenomeno ha ispirato una nuova classificazione di stelle con lo stesso nome (stelle FUor). Le stelle FUor si accendono improvvisamente, eruttando in luminosità, prima di attenuarsi nuovamente molti anni dopo.
Si è ora compreso che questo aumento di luminosità è dovuto all’assorbimento di energia da parte delle stelle dal loro ambiente circostante tramite l’accrezione gravitazionale, la principale forza che plasma stelle e pianeti. Tuttavia, il modo e il motivo per cui ciò accade sono rimasti un mistero, fino ad ora, grazie agli astronomi che utilizzano ALMA.
Osservazioni rivoluzionarie con ALMA
“FU Ori sta divorando materiale da quasi 100 anni per mantenere la sua eruzione. Abbiamo finalmente trovato una risposta su come queste giovani stelle in eruzione riforniscono la loro massa,” spiega Antonio Hales, vice direttore del North American ALMA Regional Center, scienziato presso il National Radio Astronomy Observatory e autore principale di questa ricerca, pubblicata il 29 aprile sulla rivista Astrophysical Journal . “Per la prima volta, abbiamo prove osservative dirette 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 sembrava avere abbastanza carburante per sostenere l’attuale eruzione. Invece, si ritiene che questo flusso di accrescimento sia un residuo di una caratteristica precedente, molto più grande, che è caduta in questo giovane sistema stellare.
“È possibile che l’interazione con un flusso di gas più grande in passato abbia causato l’instabilità del sistema e innescato l’aumento di luminosità,” spiega Hales.
Progressi nella comprensione della formazione stellare
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 anche combinato metodi numerici innovativi 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 prevista da un sentiero di gas in caduta, e i numeri avevano senso,” afferma Aashish Gupta, candidato al dottorato 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 siamo in grado di esplorare con un singolo strumento è davvero notevole. ALMA ci offre una visione completa della dinamica della formazione di stelle e pianeti, che va 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 flusso di monossido di carbonio a lenta velocità da FU Orionis. Questo gas non è associato all’ultima eruzione. Invece, è simile ai flussi osservati attorno ad altri oggetti protostellari.
Conclude Hales, “Comprendendo come si formano queste peculiari stelle FUor, stiamo confermando ciò che sappiamo sulla formazione di stelle e pianeti diversi. Crediamo che tutte le stelle subiscano eventi di eruzione. Queste eruzioni sono importanti perché influenzano la composizione chimica dei dischi di accrescimento attorno alle stelle nascenti e ai pianeti che alla fine formano.”
“Studiamo FU Orionis fin dalle prime osservazioni di ALMA nel 2012,” aggiunge Hales. È affascinante avere finalmente delle risposte.”