ALMA впервые увидела молекулярный отток газа от молодой двойной звезды FU Ориона

Астрономы впервые обнаружили отток молекул угарного газа из молодой системы FU Ориона, а также аккреционную косу, подпитывающую веществом две протозвезды. Их характеристики говорят в пользу идеи о том, что вспышки подобных систем связаны с бурной аккрецией вещества из диска на очень молодую звезду. Статья опубликована в The Astrophysical Journal.

FU Ориона представляет собой пару молодых звезд, окруженных дисками и расположенных в области ионизированного водорода Sh2-264 в созвездии Ориона, на расстоянии 1360 световых лет от нас. Система стала широко известна в 1936 году, когда первичная звезда FU Ori N с массой 0,6 массы Солнца увеличила свою яркость за год на более чем пять звездных величин, что нельзя было объяснить какими-либо процессами, кроме вспышки аккреции вещества диска на звезду с выделением большого количества энергии. В дальнейшем были обнаружены и другие подобные вспыхивающие молодые звездные объекты, которые стали именоваться фуорами.

Подобные вспышки аккреции по мнению ученых играют важную роль при формировании звезд малой массы, благодаря которым они способны набирать большую часть своей массы на этапе объекта класса I, а порой и на стадии класса 0. Однако причины подобных вспышек и физические механизмы, управляющие ими, остаются предметом споров среди астрофизиков. В частности, за них могут отвечать термические нестабильности в диске или фрагментация спиральных волн, вызванных гравитационной нестабильностью в диске.

Группа астрономов во главе с Антонио Хейлсом (Antonio Hales) из Национальной радиоастрономической обсерватории опубликовала результаты наблюдений за FU Ориона при помощи системы радиотелескопов ALMA в период с ноября 2017 года по август 2018 года, охватывающих пространственные масштабы от 160 до 25000 астрономических единиц вокруг системы.

Ученые впервые обнаружили широкоугольный поток молекул угарного газа, выходящий из двойной системы, источником которого была FU Ori N. Он удлинен, обладает низкой скоростью (проекционная скорость истечения 1–2 километра в секунду) и простирается примерно на десятки тысяч астрономических единиц, его кинематический возраст составляет 3,8 тысячи лет, что существенно превышает типичную длительность вспышек фуоров, таким образом, отток является следствием прошлой вспышки.

Исследователи также выявили аккреционный стример, питающий двойную систему со скоростью 0,07 массы Юпитера в год. Если учесть, что массы околозвездных дисков вокруг FU Ori N и второй протозвезды FU Ori S (с массой 1,2 массы Солнца) составляют 6,6×10⁻³ и 2,8×10⁻³ массы Солнца соответственно, то потоку понадобится около ста миллионов лет, чтобы восполнить массы дисков, что, по крайней мере, на порядок превышает типичное время жизни диска.

Для того, чтобы поддерживать аккрецию на вспышечном уровне, стример должен быть гораздо более массивным, его недостаточно даже для поддержания спокойной аккреции. Однако поставки вещества с его помощью могут спровоцировать нестабильность диска, что в дальнейшем может привести к вспышке аккреции. Возможно также, что это лишь остаток более массивного потока, который питал систему ранее. Разобраться в этом помогут будущие гидродинамические моделирования.

Ранее мы рассказывали о том, как был найден новый эксор — другой редкий тип вспыхивающих молодых звездных объектов.