Nel 1936, gli astronomi videro un evento sconcertante nella costellazione di Orione: la giovane stella FU Orionis (FU Ori) divenne cento volte più luminosa nel giro di pochi mesi. Al suo apice, FU Ori era intrinsecamente 100 volte più luminosa del nostro Sole. A differenza di una stella che esplode, però, da allora la sua luminosità è diminuita solo languidamente. Ora, un team di astronomi ha sfruttato le capacità ultraviolette del telescopio spaziale Hubble della NASA per saperne di più sull’interazione tra la superficie stellare di FU Ori e il disco di accrescimento che ha scaricato gas sulla stella in crescita per quasi 90 anni. Hanno scoperto che il disco interno che tocca la stella è straordinariamente caldo, il che sfida la saggezza convenzionale.

Le osservazioni sono state effettuate con gli strumenti COS (Cosmic Origins Spectrograph)  e  STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph) del telescopio. I dati includono i primi spettri ultravioletti lontani e i nuovi spettri ultravioletti vicini di FU Ori. “Speravamo di convalidare la parte più calda del modello del disco di accrescimento, per determinare la sua temperatura massima, misurando più vicino al bordo interno del disco di accrescimento che mai prima”, ha affermato Lynne Hillenbrand del Caltech di Pasadena, California, e coautore del documento. “Penso che ci fosse qualche speranza di vedere qualcosa in più, come l’interfaccia tra la stella e il suo disco, ma di certo non ce lo aspettavamo. Il fatto di aver visto così tanto in più, era molto più luminoso nell’ultravioletto di quanto avessimo previsto, quella è stata la grande sorpresa”.

Originariamente ritenuto un caso unico tra le stelle, FU Ori esemplifica una classe di stelle giovani ed eruttive che subiscono cambiamenti drammatici di luminosità. Questi oggetti sono un sottoinsieme delle stelle T Tauri classiche, che sono stelle di nuova formazione che si stanno formando tramite l’accrescimento di materiale dal loro disco e dalla nebulosa circostante. Nelle stelle T Tauri classiche, il disco non tocca direttamente la stella perché è limitato dalla pressione verso l’esterno del campo magnetico della stella. I dischi di accrescimento attorno agli oggetti FU Ori, tuttavia, sono suscettibili di instabilità a causa della loro enorme massa rispetto alla stella centrale, interazioni con una compagna binaria o materiale in caduta. Tale instabilità significa che il tasso di accrescimento di massa può cambiare drasticamente. Il ritmo aumentato interrompe il delicato equilibrio tra il campo magnetico stellare e il bordo interno del disco, portando il materiale ad avvicinarsi e infine a toccare la superficie della stella.

Il tasso di caduta aumentato e la vicinanza del disco di accrescimento alla stella rendono gli oggetti FU Ori molto più luminosi di una tipica stella T Tauri. Infatti, durante un’esplosione, la stella stessa viene oscurata dal disco. Inoltre, il materiale del disco orbita rapidamente mentre si avvicina alla stella, molto più velocemente della velocità di rotazione della superficie stellare. Ciò significa che dovrebbe esserci una regione in cui il disco impatta sulla stella e il materiale rallenta e si riscalda in modo significativo. “I dati di Hubble indicano una regione di impatto molto più calda di quanto i modelli avessero previsto in precedenza”, ha affermato Adolfo Carvalho del Caltech e autore principale dello studio. “In FU Ori, la temperatura è di 16.000 kelvin [quasi tre volte la temperatura superficiale del nostro Sole]. Quella temperatura bollente è quasi il doppio di quella calcolata dai modelli precedenti. Ci sfida e ci incoraggia a pensare a come si possa spiegare un simile salto di temperatura”. Per affrontare la notevole differenza di temperatura tra i modelli passati e le recenti osservazioni di Hubble, il team propone un’interpretazione rivista della geometria all’interno della regione interna di FU Ori: il materiale del disco di accrescimento si avvicina alla stella e, una volta raggiunta la superficie stellare, si produce un’onda d’urto calda che emette molta luce ultravioletta.

Sopravvivenza del pianeta intorno a FU Ori:

La comprensione dei meccanismi del rapido processo di accrescimento di FU Ori è correlata più in generale alle idee di formazione e sopravvivenza dei pianeti. “Il nostro modello rivisto basato sui dati di Hubble non è propriamente una cattiva notizia per l’evoluzione dei pianeti, è una specie di miscuglio”, ha spiegato Carvalho. “Se il pianeta è molto lontano nel disco mentre si sta formando, le esplosioni di un oggetto FU Ori dovrebbero influenzare il tipo di sostanze chimiche che il pianeta erediterà alla fine. Ma se un pianeta in formazione è molto vicino alla stella, allora è una storia leggermente diversa. Entro un paio di esplosioni, qualsiasi pianeta che si sta formando molto vicino alla stella può rapidamente muoversi verso l’interno e alla fine fondersi con essa. Potresti perdere, o almeno friggere completamente, i pianeti rocciosi che si stanno formando vicino a una stella del genere”.

Sono in corso ulteriori lavori con le osservazioni UV di Hubble. Il team sta analizzando attentamente le varie linee di emissione spettrale di più elementi presenti nello spettro COS. Ciò dovrebbe fornire ulteriori indizi sull’ambiente di FU Ori, come la cinematica del gas in entrata e in uscita nella regione interna. “Molte di queste giovani stelle sono spettroscopicamente molto ricche a lunghezze d’onda ultraviolette lontane”, ha riflettuto Hillenbrand. “Una combinazione di Hubble, delle sue dimensioni e della copertura di lunghezza d’onda, così come le fortunate circostanze di FU Ori, ci hanno permesso di vedere più in profondità nel motore di questo affascinante tipo di stella che mai prima d’ora”.

Fonti:

• https://science.nasa.gov/missions/hubble/nasas-hubble-finds-sizzling-details-about-young-star-fu-orionis/
• https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ad74eb

#stella #spazio #astronomia #nasa