Hubble, genç yıldız FU Orionis hakkında heyecan verici ayrıntılar buluyor

1936’da gökbilimciler Orion takımyıldızında şaşırtıcı bir olay gördüler: Genç yıldız FU Orionis (FU Ori) birkaç ay içinde yüz kat daha parlak hale geldi. FU Ori zirve noktasında güneşimizden 100 kat daha parlaktı. Patlayan bir yıldızın aksine, parlaklığı o zamandan bu yana yalnızca yavaş yavaş azaldı.

Şimdi, gökbilimcilerden oluşan bir ekip, FU Ori’nin yıldız yüzeyi ile yaklaşık 90 yıldır büyüyen yıldızın üzerine gaz boşaltan birikim diski arasındaki etkileşim hakkında daha fazla bilgi edinmek için NASA’nın Hubble Uzay Teleskobu’nun ultraviyole yeteneklerini kullanıyor. Yıldıza dokunan iç diskin olağanüstü derecede sıcak olduğunu buldular; bu da geleneksel inanışa meydan okuyor.

Bu bulgular yayınlandı içinde Astrofizik Günlük Mektupları.

Gözlemler teleskobun COS (Kozmik Köken Spektrografı) ve STIS (Uzay Teleskobu Görüntüleme Spektrografı) cihazlarıyla yapıldı. Veriler, FU Ori’nin ilk uzak mor ötesi ve yeni yakın morötesi spektrumlarını içeriyor.

Pasadena, California’daki Caltech’ten Lynne Hillenbrand ve bir ortak şunları söyledi: “Birikme diski modelinin en sıcak kısmını doğrulamak ve maksimum sıcaklığını belirlemek için, toplanma diskinin iç kenarına her zamankinden daha yakın ölçümler yapmayı umuyorduk.” – makalenin yazarı. “Sanırım yıldız ile diski arasındaki arayüz gibi fazladan bir şey göreceğimize dair bir umut vardı ama kesinlikle bunu beklemiyorduk. Bu kadar fazla şey görmemiz, ultraviyolede tahmin ettiğimizden çok daha parlaktı.” — büyük sürpriz buydu.”

Yıldız birikiminin daha iyi anlaşılması

Başlangıçta yıldızlar arasında benzersiz bir durum olarak kabul edilen FU Ori, parlaklıkta dramatik değişikliklere uğrayan genç, patlayan yıldızlardan oluşan bir sınıfa örnek teşkil ediyor. Bu nesneler, disklerinden ve çevredeki bulutsudan malzeme biriktirerek oluşan yeni oluşan yıldızlar olan klasik T Tauri yıldızlarının bir alt kümesidir. Klasik T Tauri yıldızlarında disk yıldıza doğrudan temas etmez çünkü yıldızın manyetik alanının dışarı doğru basıncıyla sınırlıdır.

Bununla birlikte, FU Ori nesnelerinin etrafındaki birikim diskleri, merkezi yıldıza göre muazzam kütleleri, ikili bir yoldaşla etkileşimleri veya düşen malzeme nedeniyle kararsızlıklara karşı hassastır. Bu tür bir istikrarsızlık, kütle birikim oranının önemli ölçüde değişebileceği anlamına gelir. Artan hız, yıldızın manyetik alanı ile diskin iç kenarı arasındaki hassas dengeyi bozarak, malzemenin daha yakına hareket etmesine ve sonunda yıldızın yüzeyine temas etmesine yol açıyor.

Artan düşüş hızı ve birikim diskinin yıldıza yakınlığı, FU Ori nesnelerini tipik bir T Tauri yıldızından çok daha parlak hale getirir. Aslında bir patlama sırasında yıldızın kendisi disk tarafından gölgede bırakılır. Dahası, disk malzemesi yıldıza yaklaştıkça yıldız yüzeyinin dönüş hızından çok daha hızlı bir şekilde yörüngede dönmektedir. Bu da diskin yıldıza çarptığı ve malzemenin yavaşlayıp önemli ölçüde ısındığı bir bölgenin olması gerektiği anlamına geliyor.

Caltech’ten ve çalışmanın baş yazarı Adolfo Carvalho, “Hubble verileri, modellerin daha önce tahmin ettiğinden çok daha sıcak bir çarpışma bölgesini gösteriyor” dedi. “FU Ori’de sıcaklık 16.000 kelvin [nearly three times our sun’s surface temperature]. Bu cızırtılı sıcaklık, önceki modellerin hesapladığı miktarın neredeyse iki katıdır. Sıcaklıktaki böyle bir sıçramanın nasıl açıklanabileceğini düşünmeye bizi zorluyor ve cesaretlendiriyor.”

Ekip, geçmiş modeller ile son Hubble gözlemleri arasındaki önemli sıcaklık farkını ele almak için FU Ori’nin iç bölgesindeki geometrinin gözden geçirilmiş bir yorumunu sunuyor: Yığılma diskinin malzemesi yıldıza yaklaşıyor ve yıldız yüzeyine ulaştığında, sıcak bir şok oluşuyor. Çok fazla ultraviyole ışık yayan üretilir.

FU Ori çevresinde gezegenin hayatta kalması

FU Ori’nin hızlı birikim sürecinin mekanizmalarını anlamak, daha geniş anlamda gezegen oluşumu ve hayatta kalma fikirleriyle ilgilidir.

Carvalho, “Hubble verilerine dayanan revize edilmiş modelimiz, gezegenin evrimi açısından kesinlikle kötü bir haber değil, bir nevi karışık bir durum” diye açıkladı. “Gezegen oluşurken diskin çok uzağındaysa, bir FU Ori nesnesinden kaynaklanan patlamalar, gezegenin sonuçta ne tür kimyasalları miras alacağını etkilemelidir. Ancak oluşan bir gezegen yıldıza çok yakınsa o zaman durum biraz farklı olur. Birkaç patlama sonrasında, yıldıza çok yakın bir yerde oluşan gezegenler hızla içeriye doğru hareket edebilir ve sonunda onunla birleşebilir. Böyle bir yıldızın yakınında oluşan kayalık gezegenleri kaybedebilir veya en azından tamamen kızartabilirsiniz.”

Hubble UV gözlemleriyle ilgili ek çalışmalar devam ediyor. Ekip, COS spektrumunda bulunan birden fazla elementten gelen çeşitli spektral emisyon çizgilerini dikkatle analiz ediyor. Bu, iç bölgedeki gazın içeri ve dışarı akmasının kinematiği gibi FU Ori’nin ortamı hakkında daha fazla ipucu sağlamalıdır.

Hillenbrand, “Bu genç yıldızların çoğu, uzak ultraviyole dalga boylarında spektroskopik açıdan oldukça zengindir” diye belirtti. “Hubble, büyüklüğü ve dalga boyu kapsama alanı ile FU Ori’nin şanslı koşullarının birleşimi, bu büyüleyici yıldız tipinin motorunu her zamankinden daha derinlemesine görmemizi sağlıyor.”