Per 88 anni, gli astronomi si sono interrogati su come una coppia di stelle binarie abbia continuato ad eruttare nel corso di un secolo, ma sembra che il mistero sia stato finalmente risolto. Il sistema stellare doppio FU Orionis (FU Ori), situato a circa 1.500 anni luce dalla Terra nella costellazione di Orione, stupì per la prima volta gli astronomi nel 1936 quando improvvisamente aumentò di luminosità di circa 1.000 volte. Questo tipo di luminosità esplosiva era prevista per le vecchie stelle morenti, ma le stelle di FU Ori hanno solo 2 milioni di anni; sono semplici neonate in termini cosmici e rispetto alla nostra stella di 4,6 miliardi di anni, il Sole.
Ora, un team di ricercatori ha utilizzato l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), un gruppo di 66 radiotelescopi situati nel nord del Cile, per determinare perché e come ciò accade.
La scoperta dell’eruzione di FU Ori ha portato alla classificazione di un tipo di stella completamente nuovo, le stelle FUor, che brillano improvvisamente e poi svaniscono nel corso di molti anni. Gli scienziati hanno scoperto che questa luminosità esplosiva è il risultato delle FUor che rubano energia dall’ambiente circostante attraverso lo stesso processo che aiuta a formare stelle e pianeti: l’accrescimento gravitazionale del materiale.
“FU Ori ha divorato materiale per quasi 100 anni per continuare la sua eruzione. Abbiamo finalmente trovato una risposta a come queste giovani stelle in eruzione ricostituiscono la loro massa“, ha spiegato Antonio Hales, team leader e scienziato del National Radio Astronomy Observatory (NRAO). “Per la prima volta, abbiamo prove osservative dirette del materiale che alimenta le eruzioni. Stiamo studiando FU Orionis sin dalle prime osservazioni di ALMA nel 2012. È affascinante avere finalmente delle risposte”.
La “pistola fumante” del team è un filamento di materiale, principalmente monossido di carbonio, che cade sulle stelle FU Ori. Sebbene questo sottile flusso di gas stia attualmente alimentando le stelle, non è abbastanza consistente da giustificare 100 anni di eruzioni di questo sistema. Pertanto, il team teorizza che ciò che si vede oggi con ALMA siano i resti di una riserva di materia molto più ampia che un tempo cadeva in questo giovane sistema stellare. “È possibile che l’interazione con un flusso di gas più grande in passato abbia reso il sistema instabile e innescato l’aumento di luminosità”, ha continuato Hales.
Per vedere le diverse emissioni di questo sistema stellare e per rilevare la massa che fluisce al suo interno, il team ha osservato FU Ori con diverse configurazioni delle 66 antenne radio posizionabili nel deserto di Atacama che compongono ALMA. Hanno anche utilizzato modelli numerici per simulare il flusso di gas verso queste stelle neonate in eruzione.
“Abbiamo confrontato la forma e la velocità della struttura osservata con quella prevista da una scia di gas in caduta, e i numeri avevano senso“, ha detto il membro del team Aashish Gupta, che ha ideato come modellare il flusso di materia che alimenta FU Ori.
Oltre a individuare il filamento di materia che scorre in FU Ori, il team ha anche visto un deflusso di monossido di carbonio che si muove lentamente. Questo gas non sembra essere associato ad una recente eruzione del sistema. Il deflusso sembra assomigliare ad altri deflussi associati alle protostelle, stelle neonate che non hanno ancora raccolto abbastanza massa dall’ambiente circostante per innescare la fusione nucleare dell’idrogeno in elio nei loro nuclei, il processo che definisce una stella della sequenza principale.
“Capendo come sono fatte queste peculiari stelle FUor, stiamo confermando ciò che sappiamo su come si formano le diverse stelle e i pianeti. Crediamo che tutte le stelle subiscano eventi di outburst“, ha concluso Hales. “Queste eruzioni sono importanti perché influenzano la composizione chimica dei dischi di accrescimento attorno alle stelle nascenti e ai pianeti che eventualmente formeranno”.
La ricerca del team è stata pubblicata su Astrophysical Journal.