Gwiazdy powstają wewnątrz rotującego obłoku składającego się z międzygwiezdnego pyłu i gazu, który ulega kontrakcji do gwiezdnych gęstości pod wpływem własnej grawitacji. Zanim jednak stanie się częścią gwiazdy duża część obłoku tworzy dysk krążący wokół tworzącej się gwiazdy. Powstawanie takiego dysku związane jest z zasadą zachowania momentu pędu. Sposób w jaki materia jest transportowana wewnątrz dysku w kierunku gwiazdy – co powoduje wzrost masy gwiazdy – jest przedmiotem szeroko zakrojonych badań prowadzonych przez astrofizyków.
Okazało się, że gwiazdy nie nabierają swojej ostatecznej masy równomiernie, a w serii gwałtownych zdarzeń, które powodują gwałtowne zwiększenie ich jasności. Młoda gwiazda w gwiazdozbiorze Oriona o nazwie FU Orionis to doskonały przykład – gwiazda gwałtownie zwiększyła swoją jasność o czynnik 250 w ciągu zaledwie roku i pozostaje na nowym poziomie jasności od ponad 100 lat.
Jeden z mechanizmów, które mogą tłumaczyć takie rozjaśnienia został zaproponowany 10 lat temu przez Eduarda Worobiowa – aktualnie pracującego w Astrophysical Department of Vienna University pracującego z Shantanu Basu z University of Western Ontario w Kanadzie.
Według ich teorii takie gwiezdne pojaśnienia mogą być powodowane przez fragmentacje spowodowane grawitacyjnymi niestabilnościami w masywnych dyskach gazowych otaczających młode gwiazdy, po których następuje migracja gęstych gazowych zagęszczeń w kierunku gwiazdy. Epizody „pożerania” tych zagęszczeń uwalniają nadmiar energii, który z kolei powoduje pojaśnienie gwiazdy o czynnik setek czy tysięcy. W każdym takim epizodzie gwiazda pochłania odpowiednik masy Ziemi w ciągu 10 dni. Gdy proces się zakończy, do następnego takiego zdarzenia może dojść nawet po kilku tysiącach lat.
Eduard Worobiow opisuje proces powstawania zagęszczeń w dyskach wokółgwiezdnych i ich migrację w kierunku gwiazdy jako „kanibalizm zakrojony na astronomiczną skalę.” Owe zagęszczenia mogłyby przeobrazić się w gazowe planety takie jak Jowisz – zamiast tego są pożerane przez gwiazdę macierzystą.Dzięki nowym, zaawansowanym instrumentom obserwacyjnym takim jak chociażby teleskop Subaru o średnicy lustra 8,2 metra, stojący na szczycie Mauna Kea na Hawajach po raz pierwszy pojawiły się możliwości przetestowania modeli teoretycznych. Wykorzystując wysokiej rozdzielczości optykę adaptacyjną w świetle spolaryzowanym międzynarodowa grupa astronomów pod kierownictwem Hauyu Liu z European Space Observatory (Garching, Niemcy) zweryfikowała obecność kluczowych elementów związanych z modelem fragmentacji dysku – wielkoskalowe ramiona i łuki otaczające cztery młode gwiazdy, które przechodzą intensywne zmiany jasności – wśród nich także FU Orionis. Wyniki ich badań zostały zaakceptowane do publikacji w periodyku Science Advances należącym do grupy wydawniczej Science.
„To duży krok w stronę zrozumienia procesów formowania i ewolucji gwiazd i planet,” mówi Worobiow, „jeżeli uda się dowieść, że większość gwiazd przechodzi przez takie procesy pojaśnienia spowodowane niestabilnościami grawitacyjnymi wewnątrz dysku, będzie to oznaczało, że nasze własne Słońce mogło doświadczać takich epizodów – co wskazywałoby, że nasze gazowe olbrzymy mogą być szczęściarzami, że udało im się przetrwać burzliwą przeszłość Słońca.”
Więcej informacji:
- artykuł naukowy: http://advances.sciencemag.org/content/2/2/e1500875
Źródło: University of Vienna / Science Advances