התרשמות האמן מהנוף בקנה מידה גדול של FU~Ori. התמונה מציגה את הזרימות המופקות על ידי האינטראקציה בין רוחות כוכבים חזקות המופעלות מההתפרצות לבין שארית המעטפת שממנה נוצר הכוכב. רוח הכוכבים דוחפת זעזוע חזק לתוך המעטפת, וגז ה-CO שנסחף בהלם הוא מה שחשפה ALMA החדשה. קרדיט: NSF/NRAO/S. דגנלו
אלמא תצפיות של FU Orionis חושפות כיצד הצטברות כבידה מזרם גז בעבר גורמת לבהירות פתאומית בכוכבים צעירים, ולשפוך אור על תהליכי היווצרות כוכבים וכוכבים.
קבוצה יוצאת דופן של כוכבים בקבוצת הכוכבים אוריון גילתה את סודותיהם. FU Orionis, מערכת כוכבים כפולים, משכה לראשונה את תשומת לבם של אסטרונומים בשנת 1936 כאשר הכוכב המרכזי הפך לפתע בהיר פי 1,000 מהרגיל. התנהגות זו, המצופה מכוכבים גוססים, מעולם לא נראתה אצל כוכב צעיר כמו FU Orionis.
התופעה המוזרה העניקה השראה לסיווג חדש של כוכבים החולקים את אותו השם (FUor stars). כוכבי FUאו מתלקחים בפתאומיות, מתפרצים בבהירות, לפני שהם מתעמעמים שוב שנים רבות לאחר מכן.
כעת מובן שההבהרה הזו נובעת מכך שהכוכבים לוקחים אנרגיה מסביבתם באמצעות הצטברות כבידה, הכוח העיקרי שמעצב כוכבים וכוכבי לכת. עם זאת, כיצד ומדוע זה קורה נותרו בגדר תעלומה – עד כה, הודות לאסטרונומים המשתמשים במערך Atacama Large Millimeter/submillimeter (ALMA).
תצפיות פורצות דרך עם ALMA
"FU Ori זולל חומר כבר כמעט 100 שנה כדי לשמור על ההתפרצות שלו. סוף סוף מצאנו תשובה לאופן שבו הכוכבים הצעירים המתפרצים האלה ממלאים את המסה שלהם", מסביר אנטוניו היילס, סגן מנהל המרכז האזורי ALMA בצפון אמריקה, מדען במצפה הכוכבים הלאומי לרדיו אסטרונומיה, ומחבר ראשי של מחקר זה, שפורסם ב-29 באפריל בתוך ה כתב עת אסטרופיזי. "לראשונה, יש לנו עדויות תצפיתיות ישירות לחומר שמזין את ההתפרצויות".
התקרב למערכת הבינארית FU Ori ולסטרימר ההצטברות החדש שהתגלה. התרשמותו של אמן זה מראה את הסטרימר החדש שהתגלה מזין כל הזמן מסה מהמעטפה אל המערכת הבינארית. קרדיט: NSF/NRAO/S. דגנלו
תצפיות ALMA חשפו זרם ארוך ודק של פחמן חד חמצני הנופל על FU Orionis. נראה שאין לגז הזה מספיק דלק כדי לשמר את ההתפרצות הנוכחית. במקום זאת, מאמינים שסטרימר ההצטברות הזה הוא שארית מתכונה קודמת, הרבה יותר גדולה שנפלה למערכת הכוכבים הצעירה הזו.
"ייתכן שהאינטראקציה עם זרם גז גדול יותר בעבר גרמה למערכת להיות בלתי יציבה ולעורר את עליית הבהירות", מסביר היילס.
התקדמות בהבנת היווצרות כוכבים
אסטרונומים השתמשו במספר תצורות של אנטנות ALMA כדי ללכוד את סוגי הפליטה השונים המגיעים מ-FU Orionis, ולזהות את זרימת המסה לתוך מערכת הכוכבים. הם גם שילבו שיטות מספריות חדשות למודל של זרימת המונים כזרם הצטברות והערכת תכונותיו.
"השווינו את הצורה והמהירות של המבנה שנצפה לזה שצפוי משביל של גז נופל, והמספרים היו הגיוניים", אומר אשיש גופטה, דוקטור. מועמד במצפה הכוכבים הדרומי האירופי (ESO), ומחבר שותף של עבודה זו, שפיתח את השיטות המשמשות למודל של סטרימר ההצטברות.
התקרב למערכת הבינארית FU Ori ולסטרימר ההצטברות החדש שהתגלה. התרשמותו של אמן זה מראה את הסטרימר החדש שהתגלה מזין כל הזמן מסה מהמעטפה אל המערכת הבינארית. קרדיט: NSF/NRAO/S. דגנלו
"טווח הסולמות הזוויתיים שאנו מסוגלים לחקור עם מכשיר בודד הוא באמת מדהים. ALMA נותנת לנו מבט מקיף על הדינמיקה של היווצרות כוכבים וכוכבי לכת, החל מעננים מולקולריים גדולים שבהם נולדים מאות כוכבים, ועד לסולמות המוכרים יותר של מערכות השמש", מוסיף סבסטיאן פרז מאוניברסידד דה סנטיאגו דה צ'ילה (USACH). ), מנהל גרעין המילניום על כוכבי לכת צעירים וירחיהם (YEMS) בצ'ילה, ומחבר שותף של מחקר זה.
תצפיות אלו חשפו גם יציאה של פחמן חד חמצני בתנועה אטית מ-FU Orionis. גז זה אינו קשור להתפרצות האחרונה. במקום זאת, זה דומה לזרימות החוצה שנצפו סביב עצמים פרוטוסטלים אחרים.
מוסיף היילס, "על ידי הבנת האופן שבו נוצרים כוכבי FU או מוזרים אלה, אנו מאשרים את מה שאנו יודעים על האופן שבו נוצרים כוכבים וכוכבי לכת שונים. אנו מאמינים שכל הכוכבים עוברים אירועי התפרצות. ההתפרצויות הללו חשובות מכיוון שהן משפיעות על ההרכב הכימי של דיסקיות ההצטברות סביב כוכבים מתהווים וכוכבי הלכת שהם יוצרים בסופו של דבר".
"אנחנו חוקרים את FU Orionis מאז התצפיות הראשונות של ALMA ב-2012", מוסיף היילס. זה מרתק סוף סוף לקבל תשובות".
