天文学者が 1936 年のオリオン座 FU の劇的な爆発の謎を解明

FU~Ori の大きなビューのアーティストの印象。 この画像は、爆発によって引き起こされた強力な恒星風と、恒星が形成された残りの大気との間の相互作用から生じる流出を示している。 恒星風は大気圏に強力な衝撃を引き起こし、その衝撃によって巻き上げられた二酸化炭素ガスが新しいアルマ望遠鏡によって明らかになりました。 クレジット: NSF/NRAO/S。 ダニーロ

アルマ FU オリオン座の観測により、過去のガス流からの重力降着が若い星に突然の増光を引き起こし、星や惑星の形成過程に光を当てる仕組みが明らかになりました。

オリオン座の珍しい星団がその秘密を明らかにした。 二重星系である FU オリオニスは、1936 年に中心星が突然通常の 1,000 倍明るくなったときに初めて天文学者の注目を集めました。 この行動は、死にかけているスターに予想されるもので、ヴォー・オリオニスのような若いスターには決して見られませんでした。

この奇妙な現象は、同じ名前の星の新しい分類 (FUor Stars) に影響を与えました。 星は突然輝き、明るさを爆発させますが、何年も経つと再び暗くなります。

この明るさは、星が重力降着を介して周囲からエネルギーを得ているためであることが現在では理解されており、これが星や惑星を形成する主な力です。 しかし、これがどのように、そしてなぜ起こったのかは、アタカマ大型ミリ波/サブミリ波アレイ (ALMA) を使用した天文学者のおかげで、今まで謎のままでした。

アルマ望遠鏡による画期的なメモ

FU Ori は噴火を続けるために 100 年近く物質を飲み続けてきました。「私たちは、これらの若い星がどのように質量を補充するのかについての答えをついに見つけました」とアルマ望遠鏡北米地域センター副所長で科学者のアントニオ・ヘイルズは説明します。この研究の筆頭著者であるアル・ラダウィ氏は、国立天文台で4月29日に発表した。 天体物理ジャーナル。 「爆発を引き起こした物質の直接的な観察証拠が初めて得られました。」

FU Ori バイナリ システムとその新しく発見されたアキュムレータを拡大します。 この芸術家の印象は、新たに発見されたストリーマーが殻から連星系に質量を継続的に供給していることを示しています。 クレジット: NSF/NRAO/S。 ダニーロ

アルマ望遠鏡の観測により、FU Orionis に長く細い一酸化炭素の流れが降っていることが明らかになりました。 このガスには現在の爆発に耐えられるほどの燃料が含まれていないようです。 むしろ、この降着流は、この若い星系に落ちた、はるかに大きな初期の特徴の残骸であると考えられています。

「過去に大きなガス流との相互作用によってシステムが不安定になり、明るさが増加した可能性があります」とヘイルズ氏は説明する。

星形成の理解の進歩

天文学者は、いくつかの構成のアルマ望遠鏡アンテナを使用して、オリオン座 FU から来るさまざまなタイプの放射を捕捉し、星系への質量の流れを検出してきました。 また、質量流量を累積流量としてモデル化し、その特性を推定するための新しい数値手法も取り入れました。

「観察された構造の形状と速度を、落下するガスのカスケードから予想されるものと比較しました。その数字は理にかなっていました」とアシッシュ・グプタ博士は言います。 ヨーロッパ南天天文台の候補者 (エソ) であり、この研究の共著者であり、累積放出デバイスのモデル化に使用される手法を開発しました。

FU Ori バイナリ システムとその新しく発見されたアキュムレータを拡大します。 この芸術家の印象は、新たに発見されたストリーマーが殻から連星系に質量を継続的に供給していることを示しています。 クレジット: NSF/NRAO/S。 ダニーロ

サンティアゴ・デ・チリ大学 (USACH) のセバスティアン・ペレス氏は、「1 台の機器で探査できる角度スケールの範囲は実に驚くべきものです。アルマ望遠鏡は、星や惑星の形成のダイナミクスを包括的に観察することができます。数百の星が誕生する大きな分子雲から、太陽系の最も一般的な計量に至るまで。」チリの若い系外惑星と衛星のミレニアム核（YEMS）の所長であり、この研究の共著者です。

これらの観察により、FU Orionis からのゆっくりとした動きの一酸化炭素の流れも明らかになりました。 このガスは最近の爆発とは関係ありません。 むしろ、それは他の原始星の周囲で観察される流出に似ています。

ヘイルズ氏はさらに、「これらの奇妙な星がどのように作られるのかを理解することで、さまざまな星や惑星がどのように形成されるかについて私たちが知っていることを裏付けることができます。これらの爆発は周囲の降着円盤の化学組成に影響を与えるため、すべての星が爆発現象を起こすと考えています。出現する星とそれらが最終的に形成する惑星。」

「2012年の最初のアルマ望遠鏡観測以来、私たちはFUオリオン座を研究してきました」とヘイルズ氏は付け加えた。 ようやく答えが得られているのは素晴らしいことです。

参考文献：「オリオニス座周辺の遅い広角降着とジェット装置の検出」A. S. Hales、A. Gupta、D. Ruíz-Rodríguez、J. P. Williams、S. Pérez、L. Cieza、C. González-Ruilova、J. E.ピネダ、A. サンタマリア・ミランダ、J. トービン、B. ウェーバー、Z. 周さんとA. ゾルル、2024 年 4 月 29 日、 天体物理ジャーナル。
土井: 10.3847/1538-4357/ad31a1