Это представление художника о ранних стадиях извержения молодой звезды FU Orionis (ФУ Ори), окруженной диском материала. Команда астрономов использовала ультрафиолетовые возможности космического телескопа «Хаббл», чтобы узнать больше о взаимодействии между звездной поверхностью ФУ Ори и аккреционным диском, который выделял газ на растущую звезду в течение почти 90 лет. Они обнаружили, что внутренний диск, касающийся звезды, намного горячее, чем ожидалось, — 16 000 Кельвинов — почти в три раза выше температуры поверхности нашего Солнца. Эта шипящая температура почти в два раза выше, чем считалось ранее. Изображение предоставлено: НАСА-Лаборатория реактивного движения, Калифорнийский технологический институт.
В 1936 году астрономы наблюдали загадочное событие в созвездии Ориона: молодая звезда FU Orionis (ФУ Ори) за несколько месяцев стала в сто раз ярче. На пике своего развития само ФУ Ори было в 100 раз ярче нашего Солнца. Однако, в отличие от взрывающейся звезды, ее светимость с тех пор уменьшалась лишь медленно.
Теперь команда астрономов использовала ультрафиолетовые возможности космического телескопа Хаббла НАСА, чтобы узнать больше о взаимодействии между звездной поверхностью Ф.У. Ори и аккреционным диском, который сбрасывает газ на растущую звезду в течение почти 90 лет. Они обнаружили, что внутренний диск, касающийся звезды, чрезвычайно горячий, что бросает вызов общепринятому мнению.
Эти результаты опубликованы в The Astrophysical Journal Letters.
Наблюдения проводились с помощью инструментов телескопа COS (спектрограф космического происхождения) и STIS (спектрограф изображений космического телескопа). Данные включают в себя первые спектры в дальнем ультрафиолете и новые спектры в ближнем ультрафиолете от FU Ori.
«Мы надеялись проверить самую горячую часть модели аккреционного диска и определить ее максимальную температуру, измеряя температуру ближе к внутреннему краю аккреционного диска, чем когда-либо прежде», — сказала Линн Хилленбранд из Калифорнийского технологического института в Пасадене, Калифорния, и соавтор исследования. бумага. «Я думаю, была некоторая надежда, что мы увидим что-то особенное, например, границу между звездой и ее диском, но мы этого точно не ожидали. Тот факт, что мы увидели так много особенного — в ультрафиолете оно было намного ярче, чем мы предсказывали, — стал большим сюрпризом».
Лучшее понимание звездной аккреции
Первоначально считавшаяся уникальным случаем среди звезд, FU Ori представляет собой пример класса молодых звезд, вспыхивающих извержениями, которые испытывают резкие изменения в яркости. Эти объекты являются подмножеством классических звезд T Тельца, которые представляют собой вновь формирующиеся звезды, образовавшиеся в результате накопления материала из их диска и окружающей туманности. У классических звезд Т Тельца диск не касается звезды напрямую, поскольку он ограничен внешним давлением магнитного поля звезды.
Однако аккреционные диски вокруг объектов FU-Ori склонны к нестабильности из-за их огромной массы относительно родительской звезды, взаимодействия с двойным компаньоном или падающего материала. Такая нестабильность означает, что скорость прироста массы может резко измениться. Повышенная скорость нарушает хрупкий баланс между магнитным полем звезды и внутренним краем диска, в результате чего материал мигрирует ближе внутрь и в конечном итоге касается поверхности звезды.
Повышенная скорость падения и близость аккреционного диска к звезде делают объекты FU Ori намного ярче, чем типичная звезда T Тельца. Фактически, когда происходит извержение, сама звезда затмевается диском. Более того, по мере приближения к звезде материал диска вращается быстро, намного быстрее, чем скорость вращения поверхности звезды. Это значит, что должна быть область, где диск ударяется о звезду, а материал замедляется и существенно нагревается.
«Данные Хаббла предполагают гораздо более горячую область воздействия, чем предсказывали модели ранее», — сказал Адольфо Карвальо из Калифорнийского технологического института и ведущий автор исследования. «В ФУ Ори температура 16 000 Кельвинов. [nearly three times our sun’s surface temperature]. Эта шипящая температура почти вдвое превышает значение, рассчитанное предыдущими моделями. Это бросает вызов и побуждает нас задуматься о том, как можно объяснить такой скачок температуры».
Чтобы учесть значительную разницу температур между предыдущими моделями и недавними наблюдениями Хаббла, команда предлагает пересмотренную интерпретацию геометрии внутренней области FU Ori: материал аккреционного диска приближается к звезде и, достигнув поверхности звезды, образует горячий шок, излучающий много ультрафиолета.
Откройте для себя новейшие достижения науки, технологий и космоса благодаря более чем 100 000 подписчиков, которые ежедневно получают информацию от Phys.org. Подпишитесь на нашу бесплатную рассылку и получайте ежедневные или еженедельные новости о прорывах, инновациях и важных результатах исследований.
Выживание планеты вокруг ФУ Ори
Понимание механизмов быстрого процесса аккреции Ф.У.Ори относится в более широком смысле к идеям о формировании и выживании планет.
«Наша пересмотренная модель, основанная на данных Хаббла, не обязательно является плохой новостью для планетарной эволюции, это скорее смешанная картина», — объяснил Карвальо. «Если во время формирования планета находилась далеко в диске, извержения объекта FU-Ori должны повлиять на то, какие химические вещества в конечном итоге унаследует планета. Однако если формирующаяся планета находится очень близко к звезде, история немного другая». За несколько всплесков любые планеты, образующиеся в непосредственной близости от звезды, могут быстро переместиться внутрь и в конечном итоге слиться с ней. Скалистые планеты, образующиеся вблизи такой звезды, могут быть потеряны или, по крайней мере, полностью сгореть.
Продолжается дальнейшая работа с УФ-наблюдениями Хаббла. Команда тщательно анализирует различные спектральные линии излучения нескольких элементов в спектре COS. Это должно дать дополнительные сведения об окружающей среде ФУ Ори, например, о кинематике входящего и выходящего газа во внутренней области.
«Многие из этих молодых звезд спектроскопически очень богаты дальним ультрафиолетовым диапазоном длин волн», — размышлял Хилленбранд. «Сочетание «Хаббла», его размера и охвата длин волн, а также удачных обстоятельств FU Ori позволяют нам глубже, чем когда-либо прежде, заглянуть в двигатель этого удивительного типа звезд».
