天文学家解开1936年猎户座FU戏剧性爆发之谜

ALMA对猎户座 FU 的观测揭示了过去气体流的引力吸积如何导致年轻恒星突然变亮，从而揭示了恒星和行星的形成过程。猎户座中一组不同寻常的恒星揭示了它们的秘密。猎户座 FU 是一个双星系统，1936 年首次引起天文学家的注意，当时中央恒星突然变得比平时亮 1000 倍。这种行为是垂死恒星的正常现象，但在像猎户座 FU 这样年轻的恒星中却从未见过。

艺术家对 FU~Ori 大尺度视图的印象。图像显示了爆发产生的强大恒星风与恒星形成的残余包膜相互作用所产生的外流。恒星风驱动强烈的冲击波进入包膜，而被冲击波卷起的 CO 气体正是新的 ALMA 所揭示的。资料来源：NSF/NRAO/S.Dagnello

这一奇怪的现象激发了人们对同名恒星（FUor 星）进行新的分类。FUor恒星会突然爆发出耀眼的亮度，然后在许多年后再次变暗。

现在人们已经明白，这种变亮是由于恒星通过引力吸积从周围环境中吸收了能量，而引力吸积是形成恒星和行星的主要力量。然而，如何以及为什么会发生这种情况仍然是个谜--直到现在，这要归功于使用阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列（ALMA）的天文学家们。

"FU Ori已经吞噬了近100年的物质来维持它的爆发。我们终于找到了这些年轻爆发恒星如何补充质量的答案，"北美ALMA区域中心副经理、美国国家射电天文台（National Radio Astronomy Observatory）科学家安东尼奥-黑尔斯（Antonio Hales）解释说，他也是这项研究的主要作者，研究成果于4月29日发表在《天体物理学杂志》（Astrophysical Journal）上。"我们第一次有了直接的观测证据，证明喷发的燃料是什么物质"。

放大 FU Ori 双星系统和新发现的吸积流。这幅艺术家印象图显示了新发现的吸积流不断从包层向双星系统输送质量。图片来源：NSF/NRAO/S.Dagnello

ALMA的观测结果显示，有一股细长的一氧化碳流落到猎户座FU上。这些气体似乎没有足够的燃料来维持当前的爆发。相反，这个吸积流被认为是以前落入这个年轻恒星系统的一个更大特征的遗留物。

黑尔斯解释说："有可能是过去与更大的气体流相互作用导致系统变得不稳定，引发亮度增加。我们能够用一台仪器探索的角尺度范围确实非同一般。"

天文学家使用了几种配置的 ALMA 天线来捕捉来自猎户座 FU 的不同类型的发射，并探测进入该恒星系统的质量流。他们还结合新颖的数值方法，将质量流建模为吸积流并估算其特性。

欧洲南方天文台（ESO）的博士候选人阿希什-古普塔（Aashish Gupta）是这项工作的合著者之一，他开发了用于模拟吸积流的方法。智利圣地亚哥大学（USACH）的塞巴斯蒂安-佩雷斯（Sebastián Pérez）是智利年轻系外行星及其卫星千年核心（YEMS）的主任，也是这项研究的共同作者。

放大 FU Ori 双星系统和新发现的吸积流。这幅艺术家印象图显示了新发现的吸积流不断从包层向双星系统输送质量。图片来源：NSF/NRAO/S.Dagnello

这些观测还揭示了猎户座FU中缓慢移动的一氧化碳外流。这种气体与最近的爆发无关。相反，它与在其他原恒星天体周围观测到的外流类似。

黑尔斯补充说："通过了解这些奇特的 FUor 恒星是如何形成的，我们证实了我们对不同恒星和行星如何形成的了解。我们相信，所有恒星都会经历爆发事件。这些爆发非常重要，因为它们会影响新生恒星周围吸积盘的化学成分以及它们最终形成的行星。自 2012 年 ALMA 首次观测以来，我们一直在研究猎户座 FU。终于有了答案，这太令人着迷了。"

编译来源：ScitechDaily