علماء الفلك يحلون لغز الانفجار الدرامي لعام 1936 لـ FU Orionis

ألما تسلط الملاحظات التي أجراها FU Orionis الضوء على كيفية تسبب سحب الجاذبية من تيار غازي سابق 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 يسبق له مثيل في نجم شاب مثل فو أوريونيس.

وقد ألهمت هذه الظاهرة الغريبة تصنيفا جديدا للنجوم التي تشترك في نفس الاسم (FU أو النجوم). تحترق النجوم فجأة، وتنفجر في السطوع قبل أن تتلاشى مرة أخرى بعد سنوات.

ومن المفهوم الآن أن هذا التوهج ناتج عن تلقي النجوم للطاقة من محيطها عبر 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).

ملاحظات الاختراق مع ALMA

وقال المؤلف الرئيسي للبحث، وهو عالم في المرصد الوطني لعلم الفلك الراديوي ونائب المدير: “لقد كان FU Ori يلتهم المواد لمواصلة انفجاره منذ ما يقرب من 100 عام. لدينا أخيرًا إجابة حول كيفية تجديد هذه النجوم المتفجرة لكتلتها”. يوضح أنطونيو هالز من مركز ألما الإقليمي بأمريكا الشمالية في إصدار 29 أبريل. في مجلة الفيزياء الفلكية. “للمرة الأولى، لدينا دليل رصدي مباشر على وجود مادة تسبب انفجارات.”

قم بتكبير نظام FU Ori الثنائي وجهاز البث التراكمي المكتشف حديثًا. يُظهر انطباع هذا الفنان جهاز البث المكتشف حديثًا وهو يغذي الكتلة بشكل مستمر من الغلاف إلى النظام الثنائي. الائتمان: NSF/NRAO/S. دانييلو

كشفت ملاحظات ALMA عن وجود تيار طويل ورفيع من أول أكسيد الكربون على FU Orionis. لا يحتوي هذا الغاز على وقود كافٍ لتحمل الانفجار الحالي. بدلاً من ذلك، يُعتقد أن هذا التدفق المتراكم هو بقايا من ميزة سابقة أكثر ضخامة اصطدمت بهذا النظام النجمي الشاب.

يوضح هالز: “إن التفاعل مع تيار غازي كبير في الماضي جعل النظام غير مستقر وأدى إلى زيادة اللمعان”.

التقدم في فهم تكوين النجوم

استخدم علماء الفلك تكوينات عديدة لهوائيات ALMA لالتقاط أنواع مختلفة من الانبعاثات الصادرة عن FU Orionis وتتبع تدفق الكتلة داخل النظام النجمي. فهي تجمع بين الأساليب العددية الجديدة لنمذجة التدفق الجماعي باعتباره تدفقًا تراكميًا وتقييم خصائصه.

يقول أشيش جوبتا، دكتوراه: “لقد قارنا شكل وسرعة البنية المرصودة بما كان متوقعًا من مسار الغاز، وكانت الأرقام منطقية”. مرشح في المرصد الأوروبي الجنوبي (إسو)، والمؤلف المشارك لهذا العمل، قام بتطوير الأساليب المستخدمة لنمذجة جهاز البث التراكمي.

قم بتكبير نظام FU Ori الثنائي وجهاز البث التراكمي المكتشف حديثًا. يُظهر انطباع هذا الفنان جهاز البث المكتشف حديثًا وهو يغذي الكتلة بشكل مستمر من الغلاف إلى النظام الثنائي. الائتمان: NSF/NRAO/S. دانييلو

“إن نطاق المقاييس الزاويّة التي يمكننا استكشافها باستخدام أداة هو أمر رائع حقًا. بدءًا من السحب الجزيئية الكبيرة التي تولد فيها مئات النجوم، إلى المقاييس الأكثر شيوعًا في الأنظمة الشمسية، يمنحنا ALMA رؤية شاملة لديناميات النجوم والكواكب. قال سيباستيان بيريز، مدير نواة الألفية للكواكب الخارجية الشابة وأقمارها (YEMS) في تشيلي والمؤلف المشارك لهذا البحث، من جامعة سانتياغو دي تشيلي (الولايات المتحدة الأمريكية).

كشفت هذه الملاحظات أيضًا عن انبعاثات أول أكسيد الكربون بطيئة الحركة من FU Orionis. هذا الغاز لا علاقة له بالثوران الأخير. وبدلاً من ذلك، فهو يشبه التدفقات الخارجية الموجودة حول الأجسام الأولية الأخرى.

يقول هالز: “من خلال فهم كيفية تشكل هذه النجوم FUor الغريبة، فإننا نؤكد ما نعرفه عن كيفية تشكل النجوم والكواكب المختلفة. ونعتقد أن جميع النجوم تخضع لأحداث انفجارية. وهذه الانفجارات مهمة لأنها تراكم حول نجوم جديدة ونجوم جديدة”. الكواكب التي تتشكل في النهاية.” تؤثر على التركيب الكيميائي للأقراص.

يقول هالز: “لقد قمنا بدراسة FU Orionis منذ عمليات رصد ALMA الأولى في عام 2012”. من المثير للاهتمام أن نحصل أخيرًا على إجابات.

ملاحظة: أ.س. هالز، أ. غوبتا، D. رويز رودريغيز، جي بي. ويليامز، س. بيريز، ل. تشيزا، ج. González-Ruiloa، “اكتشاف جهاز تدفق تراكمي وتدفق بطيء واسع الزاوية حول FU Orionis” JE Pineda، A. Santamaría-Miranda، J. Tobin، P. Weber، Z. Zhu and A. Zurlo، 29 أبريل 2024، مجلة الفيزياء الفلكية.
دوى: 10.3847/1538-4357/ad31a1