Ovo je jedan od zasad posljednjih članaka s NASA-inog sajta Svemirskog teleskopa Hubble.

Slika je ilustracija koja prikazuje ranu fazu provale mlade zvijezde FU Ori, okružene diskom plina i prašine.
NASA-JPL, Caltech

HUBBLE OTKRIVA VRUĆE DETALJE O MLADOJ ZVIJEZDI FU ORIONA

Godine 1936, astronomi su vidjeli jedan zbunjujući događaj u zviježđu Oriona: mlada zvijezda FU Oriona (FU Ori) je u nekoliko mjeseci postala stotinu puta sjajnija no inače. Stvarni sjaj FU Ori je u jednom trenutku postao 100 puta veći od Sunčevog. Međutim, za razliku od zvijezda koje eksplodiraju, njen je sjaj otada opadao tek neznatno.

Jedan tim astronoma je sada posegnuo za Hubbleovom sposobnošću opserviranja u ultraljubičastom području kako bi njime doznao više o međudjelovanju površine FU Ori i akrecijskog diska koji je okružuje i iz kojega plin već skoro 90 godina biva prebacivan na rastuću zvijezdu. Istraživači su otkrili da je unutarnji dio diska koji dodiruje zvijezdu izuzetno vruć, što stavlja na kušnju dosadašnje razumijevanje takvih procesa.

Ta su promatranja obavljena Hubbleovim COS-om i STIS-om. U podacima su prvi spektri FU Ori ikada načinjeni u bliskim i dalekim ultraljubičastim valnim duljinama.

"Nadali smo se potvrditi naš model najvrućeg dijela akrecijskog diska. Htjeli smo odrediti najveću temperaturu akrecijskog diska, mjereći je bliže unutarnjem rubu diska no što je to ikada prije bilo ostvareno", kaže Lynne Hillenbrand, koautorica znanstvenog rada kojim je opisano ovo istraživanje, iz Caltecha. "Mislim da smo se nadali da bi na vidjelo moglo izaći i nešto dodatno, poput područja u kojemu zvijezda i disk međudjeluju, ali sasvim sigurno nismo očekivali ovo. To što smo vidjeli tako puno dodatne emisije - objekt je u ultraljubičastom puno sjajniji od naših predviđanja - predstavlja veliko iznenađenje."

Bolje razumijevanje stelarne akrecije

FU Ori, koja je ranije smatrana jedinstvenim slučajem među zvijezdama, predstavlja cijeli jedan razred mladih zvijezda koje provaljuju i koje zbog toga proživljavaju dramatične promjene sjaja. Ti su objekti podskupina zvijezda tipa T Bika, netom oblikovanih zvijezda koje još uvijek rastu nakupljajući na sebe materijal iz diska i maglice koji ih okružuju. U slučaju klasičnih zvijezda tipa T Bika, akrecijski disk ne dodiruje površinu zvijezde jer je njegov unutarnji rub ograničen tlakom kojega prema vani stvara magnetsko polje zvijezde.

Međutim, akrecijski diskovi oko objekta tipa FU Ori su podložni nestabilnostima izazvanima njihovom velikom masom u odnosu na zvijezdu, međudjelovanjem sa zvijezdom pratiljom u dvojnom sustavu ili, pak, upadanjem materijala na zvijezdu. Takve nestabilnosti mogu izazvati dramatične promjene stope nakupljanja plina na mladu zvijezdu. Ubrzana akrecija tada poremeti tananu ravnotežu između zvijezdinog magnetskog polja i unutarnjeg ruba diska. Materijal u disku se približi površini zvijezde i na koncu je dotakne.

Ta povećana stopa upadanja tvari i blizina akrecijskog diska zvijezdi čine objekte tipa FU Ori puno sjajnijima od tipičnih zvijezda razreda T Bika. Zapravo, tijekom neke od provala, disk nadmaši sjajem samu zvijezdu! Nadalje, kako se približava zvijezdi, materijal u disku orbitira sve brže, puno brže od površine zvijezde. To znači da materijal koji pada na zvijezdu na određeno mjesto na površini mora naglo usporiti, pri čemu se značjano dodatno zagrije.

"Hubbleovi podaci ukazuju na to da postoji jedno područje udara koje je puno toplije no što su modeli ranije predviđali", kaže Adolfo Carvalho, prvi autor spomenutog znanstvenog rada, također iz Caltecha. "U slučaju FU Ori, ta je temperatura 16 tisuća kelvina. [To je skoro tri puta viša temperatura od one koja vlada na površini Sunca.] To je skoro dvaput više od temperature koju smo bili dobili proračunima utemeljenima na ranijim modelima. Sada smo suočeni s izazovom: trebamo protumačiti na koji bi se način mogao javiti takav temperaturni skok."

Kako bi objasnili tu značajnu razliku u temperaturama dobivenima ranijim modelima i ovim novim Hubbleovim promatranjima, istraživači su ponudili izmijenjeno tumačenje geometrije unutarnjeg dijela diska oko FU Ori. Prema tom novom modelu, materijal u akrecijskom disku se približava zvijezdi i jednom kada on dotakne stelarnu površinu, nastane usijani udarni val koji proizvede obilje ultraljubičastog svjetla. (To ne govori ništa novo o geometriji diska. Prim. prev.)

Preživljavanje planetâ oko FU Ori

Razumijevanje mehanizma brzog nakupljanja tvari na FU Ori, općenito je povezano i s našom predodžbom o nastajanju i preživljavanju planetâ.

"Naš izmijenjeni model se temelji na Hubbleovim podacima i on općenito nije nesklon planetima u razvoju. Može se reći da on ima i dobrih i loših strana", pojašnjava Carvalho. "Ako je planet u nastanku unutar diska daleko od zvijezde, onda bi provale iz FU Ori trebale utjecati na to koje kemijske tvari će planet na koncu zadržati na sebi. Ali ako je takav planet u nastanku vrlo blizu zvijezdi, priča o njemu će biti malo drukčija. Nakon par provala, bilo koji planet koji bi se oblikovao vrlo blizu zvijezdi bi joj se brzo još više primaknuo, te bi se na kraju stopio s njom. Na taj način možete izgubiti stjenovite planete koji bi nastajali blizu nekoj takvoj zvijezdi, ili barem učiniti ih posve sprženima!"

Trenutno se vrše dodatna promatranja Hubbleom u ultraljubičastom području. Istraživački tim pomno proučava različite emisijske spektralne crte iz više elemenata, prisutne u COS-ovom spektru. To bi trebalo pružiti dodatne uvide u okoliš koji vlada u sustavu FU Ori, poput kinematike plina koji dotječe u unutarnji dio sustava i koji iz njega istječe.

"Mnoge od tih mladih zvijezda su spektroskopski vrlo bogate u vrlo kratkim (dalekih) ultraljubičastim valnim duljinama", primijećuje Hillenbrand. "Kombinacija Hubblea, njegove veličine i raspona valnih duljina koje pokriva, te sretnih okolnosti vezanih uz FU Ori, mi sada možemo u motor koji pogoni neku takvu zvijezdu zaviriti dublje no što smo to ikada prije bili u stanju."

Znanstveni rad o ovom istraživanju je objavljen u Pismima Astrofizikalnog dnevnika.

https://hubblesite.org/.../news-releases/2024/news-2024-037

AstroMosor