Las estrellas exhiben todo tipo de comportamientos a medida que evolucionan. Las pequeñas enanas rojas arden durante miles de millones o incluso billones de años. Las estrellas masivas arden calientes y brillantes, pero no duran mucho. Y luego, por supuesto, hay supernovas.
Algunas otras estrellas atraviesan un período de intensa quema cuando son jóvenes, y esas jóvenes estrellas llamaron la atención de los astrónomos. Un equipo de investigadores está utilizando el Atacama Large Millimeter / sub-milimeter Array (ALMA) para tratar de comprender la quema juvenil. Su nuevo estudio podría haber encontrado la causa y podría haber ayudado a responder a un problema de larga data en astronomía.
El tipo de estrella en cuestión son las estrellas FU Orionis (FU Ori). FU Orionis es tanto un tipo de estrella como también una estrella específica en la constelación de Orión. El tipo lleva el nombre de la estrella específica, que fue la primera de su tipo vista en 1937.
Las estrellas FU Ori son estrellas jóvenes que todavía no están en la secuencia principal y no han adquirido toda su masa. Pueden estallar en varios órdenes de magnitud en solo un año. Estos episodios fulgurantes pueden durar décadas, y los investigadores piensan que la actividad es causada por una mayor acumulación en la juventud de la estrella. Los científicos piensan que durante la quema, la estrella puede adquirir una cantidad significativa de su masa final.
"La acumulación episódica y sus implicaciones para la formación de estrellas y planetas no se conocen bien".
Pérez et. Alabama. 2020
Ahora un equipo de investigadores está estudiando a las estrellas FU Ori más de cerca. Sebastien Pérez, de la Universidad de Santiago, Chile, dirigió el estudio. Su nuevo artículo se titula "Resolviendo el Sistema FU Orionis con ALMA: ¿Discos Gemelos Interactivos?" Está publicado en The Astrophysical Journal.
Los científicos quieren saber qué hay detrás de este aumento y la quema asociada. ¿Solo algunas estrellas lo experimentan? ¿O es una etapa por la que pasan todas o la mayoría de las estrellas? Cuánto dura; sucede solo una vez en la vida de una estrella; por que termina
Las protoestrellas jóvenes son menos luminosas de lo esperado según nuestra comprensión de la formación estelar. Eso se conoce como el "problema de luminosidad" en astronomía, y los científicos han estado luchando con ese problema durante mucho tiempo. Si las estrellas jóvenes se acumularan a un ritmo regular, deberían ser más luminosas. Si todas las estrellas jóvenes exhiben la actividad fulgurante que se ve en las estrellas FU Ori, podría explicar esta falta de luminosidad. Los astrónomos se han preguntado durante algún tiempo si la acumulación de masa en estas estrellas jóvenes en formación podría no ser constante, y si eso podría explicar el problema de luminosidad.
"La acumulación episódica y sus implicaciones para la formación de estrellas y planetas no se comprenden bien", dicen los autores en su artículo. “Se han propuesto varios procesos físicos para explicar eventos de acreción tan dramáticos. Los mecanismos más favorecidos incluyen la fragmentación del disco y la posterior migración hacia el interior de los fragmentos, la inestabilidad gravitacional y las inestabilidades magneto-rotacionales, entre otros ".
La estrella arquetípica de FU Ori es su homónimo, FU Orionis, en la constelación de Orión. Se observó la quema en 1937, y su magnitud aumentó de 16.5 a 9.6. Los astrónomos pensaron que era el único de su tipo, hasta que se observaron otros.
FU Orionis es en realidad dos estrellas, cada una rodeada por su propio disco de acreción. Están en Orión, a unos 1360 años luz de distancia. Pérez y el equipo de investigadores observaron de cerca el sistema con ALMA, el primer paso para comprender el comportamiento de quema del par binario.
ALMA reveló dos discos de acreción, uno alrededor de cada estrella. Los científicos utilizaron observaciones y modelos para concluir que cada uno de los discos tiene aproximadamente 11 unidades astronómicas en radio, que es pequeño pero comparable a otros discos protoestelares. El par de discos están separados por unas 250 unidades astronómicas.
La clave para entender la actividad fulgurante en estas estrellas es el movimiento, o cinemática, de sus discos. Mientras el equipo estudiaba los discos, descubrieron que cada uno está sesgado y asimétrico. Piensan que eso podría ser causado por algún tipo de sobrevuelo de otra estrella. También podría ser causado por interacciones entre los discos mismos. Cualquiera de esos podría causar la acumulación episódica y la quema.
El equipo también encontró evidencia de una larga y arqueada corriente de gas entre los discos. Ese flujo fortalece el argumento de que los discos están interactuando. Como dicen en su artículo, "La rotación del disco que revela las emisiones también parece asimétrica y sesgada, lo que sugiere que los discos están sujetos a interacción en forma de sobrevuelo".
Los autores también señalan una alternativa a la interacción disco-disco que propuso otro equipo de investigadores. “Aquí, la captura de una nube o fragmento de nube también conduce a nebulosas de reflexión en forma de arco <el arco de gas que conecta los discos.> La captura de este fragmento de nube también repone el disco permitiendo un suministro fresco de material para mantener el alto tasa de acreción ".
El estudio no responde la pregunta de luminosidad faltante de una vez por todas. Pero al usar ALMA para observar de cerca el par binario FU Ori, el equipo de científicos ha avanzado en nuestra comprensión de la acumulación y flama episódica. Hay otros pares binarios de estrellas FU Ori, y serán objetivos para futuros estudios.
Más:
- Comunicado de prensa: ALMA explora posibles discos gemelos que interactúan
- Documento de investigación: Resolviendo el sistema FU Orionis con ALMA: ¿Discos gemelos interactuando?
- Documento de investigación: RESOLVER EL PROBLEMA DE LUMINOSIDAD EN LA FORMACIÓN DE ESTRELLAS DE BAJA MASA
