Les astronomes résolvent le mystère de l’explosion dramatique de FU Orionis en 1936 | Dmshaulers

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Vue d’artiste de la vue à grande échelle de FU~Ori. L’image montre l’écoulement produit par l’interaction entre les vents stellaires forts entraînés par l’explosion et l’enveloppe résiduelle à partir de laquelle l’étoile s’est formée. Le vent stellaire provoque un puissant choc dans l’enveloppe, et le gaz CO balayé par le choc est ce que la nouvelle ALMA a révélé. Crédit : NSF/NRAO/S. Dagnello

ALMA les observations de FU Orionis révèlent comment l’accrétion gravitationnelle d’un ancien flux de gaz provoque des luminosités soudaines chez les jeunes étoiles, mettant ainsi en lumière les processus de formation des étoiles et des planètes.

Un groupe inhabituel d’étoiles de la constellation d’Orion a révélé ses secrets. FU Orionis, un système à double étoile, a attiré l’attention des astronomes pour la première fois en 1936 lorsque l’étoile centrale est soudainement devenue 1 000 fois plus brillante que la normale. Ce comportement, attendu des étoiles mourantes, n’avait jamais été observé chez une jeune étoile comme FU Orionis.

Cet étrange phénomène a inspiré une nouvelle classification des étoiles du même nom (FUor stars). Les étoiles FUor s’enflamment soudainement et éclatent en éclat avant de s’atténuer à nouveau plusieurs années plus tard.

Il est maintenant compris que cette illumination est due au fait que les étoiles absorbent l’énergie de leur environnement via l’accrétion gravitationnelle, la principale force qui forme les étoiles et les planètes. Mais comment et pourquoi cela se produit est resté un mystère – jusqu’à présent, grâce aux astronomes utilisant le réseau Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA).

Des observations révolutionnaires avec ALMA

« FU Ori consomme de la matière depuis près de 100 ans pour maintenir son éruption. Nous avons enfin trouvé une réponse à la façon dont ces jeunes étoiles éclatées accumulent leur masse », explique Antonio Hales, directeur adjoint du Centre régional nord-américain ALMA, scientifique à l’Observatoire national de radioastronomie et auteur principal de cette recherche, publiée le 29 avril dans Journal d’astrophysique. “Pour la première fois, nous disposons de preuves observationnelles directes de la matière qui alimente les éruptions.”


Zoom sur le système binaire FU Ori et le streamer d’accrétion récemment découvert. Cette vue d’artiste montre que le streamer nouvellement découvert alimente constamment le système binaire en masse depuis l’enveloppe. Crédit : NSF/NRAO/S. Dagnello

Les observations d’ALMA ont révélé un long et mince courant de monoxyde de carbone tombant sur FU Orionis. Ce gaz ne semblait pas contenir suffisamment de carburant pour entretenir l’éruption actuelle. Au lieu de cela, on pense que cette banderole d’accrétion est un vestige d’une caractéristique antérieure beaucoup plus importante tombée dans ce jeune système stellaire.

“Il est possible que l’interaction avec un flux de gaz plus important ait rendu le système instable et déclenché l’augmentation de la luminosité”, explique Hales.

Progrès dans la compréhension de la formation des étoiles

Les astronomes ont utilisé plusieurs configurations d’antennes ALMA pour capturer les différents types d’émissions provenant de FU Orionis et détecter le flux massique dans le système stellaire. Ils ont également combiné de nouvelles méthodes numériques pour modéliser le débit massique sous la forme d’une flûte d’accrétion et estimer ses propriétés.

“Nous avons comparé la forme et la vitesse de la structure observée à celles attendues d’une traînée de gaz entrant, et les chiffres étaient logiques”, explique Aashish Gupta, titulaire d’un doctorat. candidat à l’Observatoire européen austral (ESO), et co-auteur de ces travaux, qui a développé les méthodes utilisées pour modéliser le streamer d’accrétion.

Streamer d’accrétion du système binaire FU Ori

Zoom sur le système binaire FU Ori et le streamer d’accrétion récemment découvert. Cette vue d’artiste montre que le streamer nouvellement découvert alimente constamment le système binaire en masse depuis l’enveloppe. Crédit : NSF/NRAO/S. Dagnello

“La gamme d’échelles angulaires que nous sommes capables d’explorer avec un seul instrument est vraiment remarquable. ALMA nous donne une vue complète de la dynamique de la formation des étoiles et des planètes, allant des grands nuages ​​​​moléculaires dans lesquels naissent des centaines d’étoiles, jusqu’au des échelles plus familières des systèmes solaires”, ajoute Sebastián Pérez de l’Université de Santiago du Chili (USACH). ), directeur du Millennium Nucleus on Young Exoplanets and their Moons (YEMS) au Chili, et co-auteur de cette recherche.

Ces observations ont également révélé une sortie de monoxyde de carbone à déplacement lent de FU Orionis. Ce gaz n’est pas associé à la dernière éruption. Au lieu de cela, cela ressemble aux écoulements observés autour d’autres objets protostellaires.

Hales ajoute : “En comprenant comment ces étoiles FU particulières sont créées, nous confirmons ce que nous savons sur la formation des différentes étoiles et planètes. Nous pensons que toutes les étoiles subissent des événements d’explosion. Ces explosions sont importantes car elles affectent la composition chimique de l’accrétion. disques autour des étoiles naissantes et des planètes qu’elles finissent par former. »

“Nous étudions FU Orionis depuis les premières observations d’ALMA en 2012”, ajoute Hales. C’est fascinant d’avoir enfin des réponses.

Référence : “Découverte d’une banderole d’accrétion et d’un écoulement lent à grand angle autour de FU Orionis” par AS Hales, A. Gupta, D. Ruíz-Rodríguez, JP Williams, S. Pérez, L. Cieza, C. González-Ruilova, JE Pineda, A. Santamaría-Miranda, J. Tobin, P. Weber, Z. Zhu et A. Zurlo, 29 avril 2024, Le journal d’astrophysique.
DOI : 10.3847/1538-4357/ad31a1

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