El misterio de las FU Orionis desvelado gracias a ALMA

Un insólito grupo de estrellas de la constelación de Orión ha revelado sus secretos.

FU Orionis, un sistema estelar doble, llamó la atención de los astrónomos por primera vez en 1936, cuando la estrella central se volvió repentinamente 1.000 veces más brillante de lo habitual. Este comportamiento, esperado en estrellas moribundas, nunca se había observado en una estrella joven como FU Orionis. El extraño fenómeno inspiró una nueva clasificación de las estrellas que comparten el mismo nombre (estrellas FUor). Las estrellas FUor estallan repentinamente, aumentando su brillo, antes de volver a oscurecerse muchos años después.

Hoy se sabe que este brillo se debe a que las estrellas absorben energía de su entorno por acreción gravitatoria, la principal fuerza que da forma a estrellas y planetas. Sin embargo, cómo y por qué ocurre esto seguía siendo un misterio, hasta ahora, gracias a los astrónomos que utilizan el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA).

Impresión artística de la vista a gran escala de FU~Ori. La imagen muestra los flujos de salida producidos por la interacción entre los fuertes vientos estelares impulsados por el estallido y la envoltura remanente a partir de la cual se formó la estrella. El viento estelar provoca un fuerte choque en la envoltura, y el gas de CO arrastrado por el choque es lo que ha revelado el nuevo ALMA./ Crédito: NSF/NRAO/S. Dagnello

"FU Ori lleva casi 100 años devorando material para mantener su erupción. Por fin hemos encontrado una respuesta a cómo estas jóvenes estrellas en erupción reponen su masa", explica Antonio Hales, subdirector del Centro Regional Norteamericano de ALMA, científico del Observatorio Radioastronómico Nacional y autor principal de esta investigación, publicada originalmente en the Astrophysical Journal. "Por primera vez tenemos pruebas observacionales directas del material que alimenta las erupciones."

Las observaciones de ALMA revelaron una larga y delgada corriente de monóxido de carbono cayendo sobre FU Orionis. Este gas no parecía tener suficiente combustible para sostener el actual estallido. En su lugar, se cree que esta corriente de acreción es un resto de un fenómeno anterior mucho mayor que cayó en este joven sistema estelar. "Es posible que la interacción con una corriente de gas mayor en el pasado provocara la inestabilidad del sistema y desencadenara el aumento de brillo", explica Hales.

Los astrónomos utilizaron varias configuraciones de antenas de ALMA para captar los distintos tipos de emisión procedentes de FU Orionis y detectar el flujo de masa hacia el sistema estelar. También combinaron métodos numéricos novedosos para modelar el flujo de masa como una corriente de acreción y estimar sus propiedades. "Comparamos la forma y la velocidad de la estructura observada con la que cabría esperar de una estela de gas en inflexión, y los números tenían sentido", explica Aashish Gupta, doctorando del Observatorio Europeo Austral (ESO) y coautor de este trabajo, que desarrolló los métodos utilizados para modelar la estela de acreción.

"El rango de escalas angulares que somos capaces de explorar con un solo instrumento es realmente notable. ALMA nos da una visión completa de la dinámica de la formación de estrellas y planetas, abarcando desde grandes nubes moleculares en las que nacen cientos de estrellas, hasta las escalas más familiares de los sistemas solares", añade Sebastián Pérez, de la Universidad de Santiago de Chile (USACH), director del Núcleo Milenio sobre Exoplanetas Jóvenes y sus Lunas (YEMS) en Chile, y coautor de esta investigación.

Estas observaciones también revelaron un flujo de monóxido de carbono de movimiento lento procedente de FU Orionis. Este gas no está relacionado con el estallido más reciente. En cambio, es similar a los flujos observados alrededor de otros objetos protoestelares. Hales añade: "Al comprender cómo se forman estas peculiares estrellas FUor, estamos confirmando lo que sabemos sobre cómo se forman las distintas estrellas y planetas. Creemos que todas las estrellas sufren estallidos. Estos estallidos son importantes porque afectan a la composición química de los discos de acreción que rodean a las estrellas nacientes y a los planetas que acaban formando."

"Llevamos estudiando FU Orionis desde las primeras observaciones de ALMA en 2012 -añade Hales-. Es fascinante tener por fin respuestas".

Artículo compelto:https://public.nrao.edu/news/orions-erupting-star-system-reveals-its-secrets/