Um sistema estelar eruptivo revelou os segredos do seu brilho intenso

Um grupo invulgar de estrelas na constelação de Orionte revelou finalmente os seus segredos.

FU Orionis, um sistema estelar duplo, chamou pela primeira vez a atenção dos astrónomos em 1936, quando a estrela central se tornou subitamente 1000 vezes mais brilhante do que o habitual.

Este comportamento, esperado em estrelas moribundas, nunca tinha sido visto numa estrela jovem como FU Orionis.

O estranho fenómeno inspirou uma nova classificação de estrelas com o mesmo nome (estrelas FU Orionis ou FUor para abreviar). As estrelas FUor têm erupções súbitas, explodindo em brilho, antes de desvanecerem novamente muitos anos mais tarde.

Atualmente, sabe-se que este aumento de brilho se deve ao facto de as estrelas absorverem energia da sua vizinhança através da acreção gravitacional, a principal força que molda as estrelas e os planetas.

No entanto, como e porque é que isto acontece tem permanecido um mistério – até agora, graças a uma equipa de astrónomos que utilizou o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array).

“FU Ori tem estado a devorar material durante quase 100 anos para manter a sua erupção. Encontrámos finalmente uma resposta para a forma como estas jovens estrelas em erupção reabastecem a sua massa”, explica Antonio Hales, Diretor Adjunto do Centro Regional Norte-Americano do ALMA, cientista do NRAO (National Radio Astronomy Observatory).

“Pela primeira vez, temos evidências observacionais diretas do material que alimenta as erupções”, acrescenta Hales, autor principal, e autor principal do artigo que apresenta o estudo, publicado a semana passadana revista The Astrophysical Journal.

As observações do ALMA revelaram um longo e fino fluxo de monóxido de carbono a cair sobre FU Orionis. Este gás não parece ter combustível suficiente para sustentar o atual surto.

Ao invés, pensa-se que este fluxo de acreção seja um remanescente de uma característica anterior, muito mais significativa, que caiu sobre este jovem sistema estelar.

“É possível que a interação com um maior fluxo de gás, no passado, tenha causado a instabilidade do sistema e desencadeado o aumento de brilho“, explica Hales.

Os astrónomos usaram várias configurações das antenas ALMA para captar os diferentes tipos de emissão provenientes de FU Orionis e para detetar o fluxo de massa no sistema estelar.

Também combinaram novos métodos numéricos para modelar o fluxo de massa como um fluxo de acreção e estimar as suas propriedades.

“Comparámos a forma e a velocidade da estrutura observada com as esperadas de um rasto de gás em queda, e os números fizeram sentido”, diz Aashish Gupta, candidato a doutoramento no ESO e coautor deste trabalho, que desenvolveu os métodos usados para modelar o fluxo de acreção.

“A gama de escalas angulares que podemos explorar com um único instrumento é notável. O ALMA dá-nos uma visão abrangente da dinâmica da formação estelar e planetária, desde as grandes nuvens moleculares em que nascem centenas de estrelas, até às escalas mais familiares dos sistemas solares,” acrescenta Sebastián Pérez da Universidad de Santiago de Chile, diretor do Millennium Nucleus on Young Exoplanets and their Moons, no Chile, e coautor do estudo.

Estas observações também revelaram um fluxo de monóxido de carbono de movimento lento de FU Orionis. Este gás não está associado à erupção mais recente. Em vez disso, é semelhante aos fluxos observados em torno de outros objetos protoestelares.

Hales acrescenta: “Ao compreender como estas peculiares estrelas FU Orionis são formadas, estamos a confirmar o que sabemos sobre como diferentes estrelas e planetas se formam. Pensamos que todas as estrelas passam por eventos eruptivos. Estes surtos são importantes porque afetam a composição química dos discos de acreção que rodeiam as estrelas nascentes e os planetas que estas acabam por formar.”

“Temos estado a estudar FU Orionis desde as primeiras observações do ALMA em 2012”, acrescenta Hales. É fascinante ter finalmente respostas“.