علماء الفلك يحلون لغز الانفجار الدراماتيكي FU Orionis عام 1936

ألما تكشف ملاحظات FU Orionis كيف يتسبب تراكم الجاذبية لتدفق الغاز السابق في سطوع مفاجئ في النجوم الشابة، مما يلقي الضوء على عمليات تكوين النجوم والكواكب.

كشفت مجموعة غير عادية من النجوم في كوكبة أوريون عن أسرارها. جذب FU Orionis، وهو نظام نجمي مزدوج، انتباه علماء الفلك لأول مرة في عام 1936 عندما أصبح النجم المركزي فجأة أكثر سطوعًا بمقدار 1000 مرة من المعتاد. هذا السلوك، المتوقع من النجوم المحتضرة، لم يتم ملاحظته من قبل في نجم شاب مثل فو أوريونيس.

وقد ألهمت هذه الظاهرة الغريبة تصنيفًا جديدًا للنجوم التي تحمل نفس الاسم (FU أو النجوم). تنفجر النجوم فجأة، وينفجر سطوعها، قبل أن تخفت مرة أخرى بعد عدة سنوات.

ومن المفهوم الآن أن هذا السطوع يرجع إلى امتصاص النجوم للطاقة من محيطها عبر تراكم الجاذبية، وهي القوة الرئيسية التي تشكل النجوم والكواكب. ومع ذلك، كيف ولماذا يحدث هذا ظل لغزا حتى الآن، وذلك بفضل علماء الفلك الذين يستخدمون مصفوفة أتاكاما الكبيرة المليمترية / تحت المليمترية (ALMA).

الملاحظات الرائدة مع ALMA

“لقد كان FU Ori يلتهم المادة منذ ما يقرب من 100 عام للحفاظ على ثورانه. يقول أنطونيو هيلز، نائب مدير مركز ALMA الإقليمي لأمريكا الشمالية، والعالم في المرصد الوطني لعلم الفلك الراديوي والمؤلف الرئيسي للبحث، الذي نُشر في 29 أبريل: “لقد وجدنا أخيرًا إجابة حول كيفية تجديد هذه النجوم الشابة اللامعة لكتلتها”. . في ال مجلة الفيزياء الفلكية. “لأول مرة، لدينا أدلة رصدية مباشرة على المواد التي تغذي الانفجارات.”

قم بتكبير نظام FU Ori الثنائي وجهاز البث التراكمي الذي تم اكتشافه مؤخرًا. يُظهر انطباع هذا الفنان جهاز البث المكتشف حديثًا وهو يغذي كتلة المغلف باستمرار في النظام الثنائي. الائتمان: NSF/NRAO/S. دانييلو

كشفت ملاحظات ALMA عن وجود تيار طويل ورفيع من أول أكسيد الكربون يسقط على FU Orionis. ويبدو أن هذا الغاز لا يحتوي على ما يكفي من الوقود لتحمل الانفجار الحالي. بدلًا من ذلك، يُعتقد أن هذا التدفق المتراكم هو من بقايا ميزة سابقة أكبر بكثير سقطت في نظام النجوم الشاب هذا.

يقول هالز: “من المحتمل أن التفاعل مع تدفق غاز أكبر في الماضي جعل النظام غير مستقر وأدى إلى زيادة في السطوع”.

التقدم في فهم تكوين النجوم

استخدم علماء الفلك العديد من تكوينات هوائي ALMA لالتقاط أنواع مختلفة من الانبعاثات الصادرة عن FU Orionis واكتشاف تدفق الكتلة في النظام النجمي. لقد قاموا أيضًا بدمج طرق عددية جديدة لنمذجة التدفق الجماعي باعتباره تدفقًا تراكميًا وتقدير خصائصه.

يقول آشيش جوبتا، الحاصل على دكتوراه: “لقد قارنا شكل وسرعة البنية المرصودة بتلك المتوقعة من مسار الغاز الوارد، وكانت الأرقام منطقية”. مرشح للمرصد الأوروبي الجنوبي (إسو)، وشارك في تأليف هذا العمل، والذي طور الأساليب المستخدمة لنمذجة جهاز التدفق التراكمي.

قم بتكبير نظام FU Ori الثنائي وجهاز البث التراكمي الذي تم اكتشافه مؤخرًا. يُظهر انطباع هذا الفنان جهاز البث المكتشف حديثًا وهو يغذي كتلة المغلف باستمرار في النظام الثنائي. الائتمان: NSF/NRAO/S. دانييلو

“إن نطاق المقاييس الزاوية التي يمكننا استكشافها بأداة واحدة رائع حقًا. ويضيف سيباستيان بيريز من جامعة سانتياغو دي تشيلي (USACH): “يمنحنا ALMA رؤية شاملة لديناميات تكوين النجوم والكواكب، بدءًا من السحب الجزيئية الكبيرة التي تولد فيها مئات النجوم وحتى المقاييس الأكثر شيوعًا للأنظمة الشمسية”. . ) ، مدير نواة الألفية للكواكب الخارجية الشابة وأقمارها (YEMS) في تشيلي، والمؤلف المشارك لهذا البحث.

كشفت هذه الملاحظات أيضًا عن تدفق أول أكسيد الكربون بطيء الحركة من FU Orionis. هذا الغاز غير مرتبط بالانفجار الأخير. وبدلاً من ذلك، فهو يشبه التدفقات الخارجة التي يتم ملاحظتها حول الأجسام الأولية النجمية الأخرى.

ويضيف هالز: “من خلال فهم كيفية صنع نجوم FU هذه، فإننا نؤكد ما نعرفه عن كيفية تشكل النجوم والكواكب المختلفة. نعتقد أن جميع النجوم تتعرض للانفجارات. تعتبر هذه الانفجارات مهمة لأنها تؤثر على التركيب الكيميائي للأقراص التراكمية حول النجوم الناشئة والكواكب التي تشكلها في نهاية المطاف.

يضيف هالز: “لقد قمنا بدراسة FU Orionis منذ عمليات رصد ALMA الأولى في عام 2012”. إنه لأمر رائع أن نحصل في النهاية على إجابات.

المرجع: “اكتشاف تدفق تراكمي وتدفق بطيء عالي الزاوية حول FU Orionis” بواسطة AS Hales، A. Gupta، D. Ruíz-Rodríguez، JP Williams، S. Pérez، L. Cieza، C. González-Ruilova، JE بينيدا، أ. سانتاماريا-ميراندا، ج. توبين، ب. ويبر، ز. تشو، وأ. زورلو، 29 أبريل 2024، مجلة الفيزياء الفلكية.
دوى: 10.3847/1538-4357/ad31a1