Les étoiles présentent toutes sortes de comportements au fil de leur évolution. De petites naines rouges couvent pendant des milliards voire des milliards d'années. Les étoiles massives brûlent chaudes et lumineuses mais ne durent pas longtemps. Et puis bien sûr il y a des supernovae.
Certaines autres étoiles traversent une période de torchage intense lorsqu'elles sont jeunes, et ces jeunes étoiles torchage ont attiré l'attention des astronomes. Une équipe de chercheurs utilise le réseau Atacama Large Millimeter / sub-millimeter Array (ALMA) pour essayer de comprendre le torchage des jeunes. Leur nouvelle étude pourrait avoir trouvé la cause et pourrait avoir aidé à répondre à un problème de longue date en astronomie.
Le type d'étoile en question sont les étoiles FU Orionis (FU Ori). FU Orionis est à la fois un type d'étoile et également une étoile spécifique de la constellation d'Orion. Le type doit son nom à l'étoile spécifique, qui fut la première du genre à être torchée en 1937.
Les stars FU Ori sont de jeunes stars qui ne sont pas encore sur la séquence principale, et qui n'ont pas acquis toute leur masse. Ils peuvent éclater de plusieurs ordres de grandeur en une seule année. Ces épisodes de torchage peuvent durer des décennies, et les chercheurs pensent que l'activité est causée par une augmentation de l'accrétion chez les jeunes de l'étoile. Les scientifiques pensent que pendant le torchage, l'étoile peut acquérir une quantité importante de sa masse finale.
"L'accrétion épisodique et ses implications pour la formation des étoiles et des planètes ne sont pas bien comprises."
Perez et. Al. 2020
Maintenant, une équipe de chercheurs étudie de plus près les étoiles FU Ori. Sébastien Perez de l'Université de Santiago du Chili a dirigé l'étude. Leur nouveau document s'intitule «Résoudre le système FU Orionis avec ALMA: Interaction entre deux disques?» Il est publié dans The Astrophysical Journal.
Les scientifiques veulent savoir ce qui se cache derrière cette accrétion et le torchage associé. Seules quelques stars en font-elles l'expérience? Ou est-ce une étape que traversent toutes ou la plupart des stars? Combien de temps cela dure-t-il; cela se produit-il une seule fois dans la vie d'une étoile? pourquoi ça finit?
Les jeunes proto-étoiles sont moins lumineuses que prévu selon notre compréhension de la formation stellaire. C'est ce qu'on appelle le «problème de luminosité» en astronomie, et les scientifiques se débattent avec ce problème depuis longtemps. Si les jeunes étoiles s'accrétaient à un rythme régulier, elles devraient être plus lumineuses. Si toutes les jeunes étoiles présentent l'activité de torchage observée dans les étoiles FU Ori, cela pourrait expliquer cette luminosité manquante. Les astronomes se demandent depuis un certain temps si l'accumulation de masse dans ces jeunes étoiles en formation pourrait ne pas être constante, et si cela pourrait expliquer le problème de luminosité.
"L'accrétion épisodique et ses implications pour la formation des étoiles et des planètes ne sont pas bien comprises", disent les auteurs dans leur article. «Plusieurs processus physiques ont été proposés pour expliquer de tels événements d'accrétion dramatiques. Les mécanismes les plus favorisés comprennent la fragmentation du disque et la migration vers l'intérieur des fragments, l'instabilité gravitationnelle et les instabilités magnéto-rotationnelles, entre autres. »
L'étoile archétypale FU Ori est son homonyme, FU Orionis, dans la constellation d'Orion. Il a été observé en torchage en 1937 et son ampleur est passée de 16,5 à 9,6. Les astronomes pensaient que c'était le seul du genre, jusqu'à ce que d'autres soient observés.
FU Orionis est en fait deux étoiles, chacune entourée de son propre disque d'accrétion. Ils sont à Orion, à environ 1360 années-lumière de là. Perez et l'équipe de chercheurs ont examiné de près le système avec ALMA, la première étape pour comprendre le comportement d'évasement de la paire binaire.
ALMA a révélé deux disques d'accrétion, un autour de chaque étoile. Les scientifiques ont utilisé des observations et des modèles pour conclure que chacun des disques a environ 11 unités astronomiques de rayon, ce qui est petit mais comparable à d'autres disques proto-stellaires. La paire de disques est séparée par environ 250 unités astronomiques.
La clé pour comprendre l'activité de torchage dans ces étoiles est le mouvement ou la cinématique de leurs disques. En étudiant les disques, l'équipe a constaté que chacun était asymétrique et asymétrique. Ils pensent que cela pourrait être causé par une sorte de survol par une autre étoile. Cela peut également être dû à des interactions entre les disques eux-mêmes. L'un ou l'autre pourrait provoquer une accrétion épisodique et un torchage.
L'équipe a également trouvé des preuves d'un long flux d'arc de gaz entre les disques. Ce flux renforce l'argument selon lequel les disques interagissent. Comme ils le disent dans leur article, «la rotation du disque révélatrice d'émissions apparaît également asymétrique et asymétrique, ce qui suggère que les disques sont sujets à une interaction sous la forme d'un survol».
Les auteurs soulignent également une alternative à l'interaction disque-disque proposée par une autre équipe de chercheurs. "Ici, la capture d'un nuage ou d'un fragment de nuage conduit également à des nébuleuses de réflexion en forme d'arc <l'arc de gaz reliant les disques.> La capture de ce fragment de nuage reconstitue également le disque, ce qui permet un nouvel approvisionnement en matériel pour maintenir la haute taux d'accrétion. "
L'étude ne répond pas une fois pour toutes à la question de luminosité manquante. Mais en utilisant ALMA pour examiner de près la paire binaire FU Ori, l'équipe de scientifiques a fait progresser notre compréhension de l'accrétion et du torchage épisodiques. Il existe d'autres paires binaires d'étoiles FU Ori, et elles seront des cibles pour de futures études.
Plus:
- Communiqué de presse: ALMA explore les éventuels disques jumeaux en interaction
- Document de recherche: Résoudre le système FU Orionis avec ALMA: Interaction entre deux disques?
- Document de recherche: RÉSOUDRE LE PROBLÈME DE LUMINOSITÉ DANS LA FORMATION D'ÉTOILES DE BASSE MASSE
