Більшість зірок у Чумацькому Шляху просто бовтаються, займаючись цілком звичайними зоряними справами, але одна конкретна зірка просто не буде цього робити.
Це подвійна система під назвою FU Оріоніса, і вона бурхливо спалахує з 1936 року, коли раптово, без попередження, спалахнула до 1 000 разів яскравіше, ніж зазвичай. Такого ніколи раніше не спостерігалося у молодих зірок, і астрономи були спантеличені цим явищем протягом десятиліть.
Тепер, через 88 років, вони нарешті отримали відповіді. FU Оріоніса активно живиться потоком речовини – і, використовуючи спостереження з Великої міліметрової/субміліметрової решітки Атакама, команда астрономів на чолі з Антоніо Хейлзом з Національної радіоастрономічної обсерваторії безпосередньо зобразила цей потік речовини.
“Фу Орі поглинав матеріал протягом майже 100 років, щоб підтримувати своє виверження. Ми нарешті знайшли відповідь на те, як ці молоді спалахи поповнюють свою масу, – каже Хейлз. “Вперше ми маємо прямі спостережні докази того, як матеріал підживлює виверження”.
Враження художника від подвійної системи FU Оріоніса. (NSF/NRAO/S. Dagnello)
Цей матеріал є ниткою монооксиду вуглецю, що намотується на центральну зірку системи FU Оріоніса. Ця нитка містить недостатньо матеріалу для спалаху зірки, тому дослідники вважають, що це хвіст або залишки набагато більшого згустку газу, який був поглинутий зіркою з плином часу.
“Цілком можливо, що взаємодія з більшим потоком газу в минулому призвела до того, що система стала нестабільною і спровокувала збільшення яскравості”, – каже Хейлз.
FU Оріоніс знаходиться на відстані близько 1360 світлових років від нас у сузір’ї Оріона. Це подвійна система з двох відносно невеликих зірок, віком близько 2 мільйонів років. Кожна зірка все ще росте, окільцьована і живиться диском пилу і газу, який обертається навколо неї, повільно підживлюючи її зростання з відносно стабільною швидкістю.
Хоча FU Оріоніса була першою зіркою такого типу, яка спалахнула ще в 1930-х роках, астрономи відкрили інші молоді зорі, що продовжують зростати і поводяться так само. Вважається, що механізм, який стоїть за FU-зірками, є результатом прискореного перенесення маси з акреційного диска навколо кожної зорі.
Робота Хейлза і його колег показує, що це дійсно може бути так – і що додаткова маса походить від матеріалу, який падає з міжзоряного простору на диск, даючи зорі-дитині поштовх для живлення, що змушує її палати світлом і теплом.
Вони провели спостереження, використовуючи кілька конфігурацій антен ALMA для зображення зоряної системи в різних просторових масштабах, щоб визначити форму і розмір стримера чадного газу. Потім вони застосували чисельне моделювання, щоб визначити властивості, масу і швидкість передачі стримера, щоб наділити FU Оріоніс достатньою енергією, щоб влаштувати майже столітню (і не тільки) істерику.
“Ми порівняли форму і швидкість спостережуваної структури з тією, яку можна було б очікувати від сліду падаючого газу, і цифри мали сенс”, – каже астроном Аашиш Гупта з Європейської південної обсерваторії.
Звідки взявся додатковий матеріал, незрозуміло, але він може бути з залишків протозоряної оболонки – матеріалу, що оточував подвійну під час народження зірок, падаючи на диск з околиць.
Астрономи вважають, що подібні спалахи можуть відбуватися з усіма молодими зорями; відкриття того, що спричинило спалах FU Оріоніса, прототипу спалаху молодих зір, може допомогти нам зрозуміти, як цей процес формує їхній ріст і еволюцію.
“Ми вивчаємо FU Оріоніс з моменту перших спостережень ALMA в 2012 році, – каже Хейлз. “Захоплююче нарешті отримати відповіді”.