As estrelas exibem todo tipo de comportamento à medida que evoluem. Pequenas anãs vermelhas ardem por bilhões ou até trilhões de anos. Estrelas maciças ardem quentes e brilhantes, mas não duram muito. E então é claro que existem supernovas.
Algumas outras estrelas passam por um período de intensa queima quando jovens, e essas jovens estrelas chamam a atenção dos astrônomos. Uma equipe de pesquisadores está usando o Atacama Large Millimeter / sub-millimeter Array (ALMA) para tentar entender a queima de jovens. O novo estudo pode ter encontrado a causa e ter ajudado a responder a um problema de longa data em astronomia.
O tipo de estrela em questão são as estrelas FU Orionis (FU Ori). FU Orionis é um tipo de estrela e também uma estrela específica na constelação de Orion. O tipo é nomeado após a estrela específica, que foi a primeira do tipo vista queimando em 1937.
As estrelas da FU Ori são estrelas jovens que ainda não estão na sequência principal e não adquiriram toda a sua massa. Eles podem explodir por várias ordens de magnitude em apenas um ano. Esses episódios de queimação podem durar décadas, e os pesquisadores pensam que a atividade é causada pelo aumento da acumulação na juventude da estrela. Os cientistas pensam que durante a queima, a estrela pode adquirir uma quantidade significativa de sua massa final.
"Acréscimo episódico e suas implicações para a formação de estrelas e planetas não são bem compreendidas."
Perez et. al. 2020
Agora, uma equipe de pesquisadores estuda as estrelas da FU Ori mais de perto. Sebastien Perez, da Universidade de Santiago, Chile, liderou o estudo. O novo artigo é intitulado "Resolvendo o sistema FU Orionis com o ALMA: interação de discos gêmeos?" É publicado no The Astrophysical Journal.
Os cientistas querem saber o que está por trás desse acréscimo e queima associada. Apenas algumas estrelas experimentam isso? Ou é um estágio pelo qual todas ou a maioria das estrelas passam? Quanto tempo isso dura; isso acontece apenas uma vez na vida de uma estrela; por que isso acaba?
As proto-estrelas jovens são menos luminosas do que o esperado, de acordo com nosso entendimento da formação estelar. Isso é conhecido como "problema de luminosidade" na astronomia, e os cientistas lutam com esse problema há muito tempo. Se estrelas jovens se acumulassem regularmente, elas deveriam ser mais luminosas. Se todas as estrelas jovens exibem a atividade de queima vista nas estrelas da FU Ori, isso pode explicar essa falta de luminosidade. Os astrônomos se perguntam há algum tempo se a acumulação de massa nessas jovens estrelas em formação pode não ser constante e se isso pode explicar o problema da luminosidade.
"Acréscimo episódico e suas implicações para a formação de estrelas e planetas não são bem compreendidos", dizem os autores em seu artigo. “Vários processos físicos foram propostos para explicar esses eventos dramáticos de acréscimo. Os mecanismos mais favorecidos incluem fragmentação de disco e a subsequente migração interna dos fragmentos, instabilidade gravitacional e instabilidades magneto-rotacionais, entre outros. ”
A estrela arquetípica da FU Ori é seu homônimo, FU Orionis, na constelação de Orion. Foi observado queima em 1937, e sua magnitude aumentou de 16,5 para 9,6. Os astrônomos pensaram que era o único de seu tipo, até que outros fossem observados.
FU Orionis é na verdade duas estrelas, cada uma cercada por seu próprio disco de acréscimo. Eles estão em Orion, a cerca de 1360 anos-luz de distância. Perez e a equipe de pesquisadores analisaram atentamente o sistema com o ALMA, o primeiro passo para entender o comportamento de queima do par binário.
O ALMA revelou dois discos de acúmulo, um em torno de cada estrela. Os cientistas usaram observações e modelos para concluir que cada um dos discos tem cerca de 11 unidades astronômicas de raio, o que é pequeno, mas comparável a outros discos proto-estelares. O par de discos é separado por cerca de 250 unidades astronômicas.
A chave para entender a atividade de queima dessas estrelas é o movimento, ou cinemática, de seus discos. Enquanto a equipe estudava os discos, eles descobriram que cada um deles era distorcido e assimétrico. Eles acham que isso pode ser causado por algum tipo de sobrevôo por outra estrela. Também pode ser causado por interações entre os próprios discos. Qualquer um deles pode causar a acumulação episódica e queima.
A equipe também encontrou evidências de um longo fluxo de gás entre os discos. Esse fluxo reforça o argumento de que os discos estão interagindo. Como se costuma dizer no artigo: "A rotação reveladora de discos também parece assimétrica e inclinada, sugerindo que os discos estão sujeitos à interação na forma de um sobrevôo".
Os autores também apontam para uma alternativa à interação disco-disco proposta por outra equipe de pesquisadores. “Aqui, a captura de um cloudlet ou fragmento de nuvem também leva a nebulosas de reflexão em forma de arco <o arco de gás que liga os discos.> A captura desse fragmento de nuvem também reabastece o disco, permitindo um novo suprimento de material para manter a alta taxa de acréscimo ".
O estudo não responde à questão da luminosidade ausente de uma vez por todas. Mas, usando o ALMA para examinar de perto o par binário da FU Ori, a equipe de cientistas avançou nosso entendimento sobre acréscimo episódico e queima. Existem outros pares binários de estrelas da FU Ori e serão alvos para estudos futuros.
Mais:
- Comunicado de imprensa: ALMA explora possíveis discos gêmeos em interação
- Artigo: Resolvendo o Sistema Orionis da FU com ALMA: Interagindo Discos Gêmeos?
- Artigo: RESOLVENDO O PROBLEMA DA LUMINOSIDADE NA FORMAÇÃO EM ESTRELA DE BAIXA MASSA
