La découverte d’ALMA : le secret des étoiles FU Orionis
Les observations réalisées avec l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) ont permis de révéler le mécanisme qui sous-tend l’augmentation soudaine de la luminosité des jeunes étoiles, comme celles du système FU Orionis, fournissant de nouvelles informations sur la processus de formation des étoiles et des planètes.
Un groupe inhabituel d’étoiles de la constellation d’Orion a révélé ses secrets. FU Orionis, un système d’étoiles binaires, a attiré l’attention des astronomes en 1936 lorsque l’étoile centrale est soudainement devenue 1 000 fois plus brillante que d’habitude. Ce comportement, attendu des étoiles mourantes, n’avait jamais été observé chez une étoile aussi jeune que FU Orionis.
Le phénomène a inspiré une nouvelle classification des étoiles du même nom (FUou étoiles). Les étoiles FUor s’illuminent soudainement, éclatant en luminosité, avant de s’atténuer à nouveau plusieurs années plus tard.
Il est maintenant compris que cette augmentation de la luminosité est due au fait que les étoiles absorbent l’énergie de leur environnement via l’accrétion gravitationnelle, la principale force qui façonne les étoiles et les planètes. Cependant, la raison pour laquelle cela se produit est restée jusqu’à présent un mystère, grâce à. astronomes utilisant ALMA.
Des observations révolutionnaires avec ALMA
« FU Ori dévore de la matière depuis près de 100 ans pour maintenir son éruption. Nous avons enfin trouvé une réponse sur la façon dont ces jeunes étoiles en éruption reconstituent leur masse », explique Antonio Hales, directeur adjoint du centre régional nord-américain ALMA, scientifique à l’Observatoire national de radioastronomie et auteur principal de cette recherche, publiée le 29 avril. dans le magazine Journal d’astrophysique. “Pour la première fois, nous disposons de preuves observationnelles directes de la matière alimentant les éruptions.”
Les observations d’ALMA ont révélé un long et mince courant de monoxyde de carbone tombant sur FU Orionis. Ce gaz ne semblait pas contenir suffisamment de carburant pour entretenir l’éruption actuelle. Au lieu de cela, on pense que ce flux d’accrétion est un vestige d’une caractéristique antérieure beaucoup plus importante tombée dans ce jeune système stellaire.
“Il est possible que l’interaction avec un flux de gaz plus important dans le passé ait rendu le système instable et déclenché l’éclaircissement”, explique Hales.
Progrès dans la compréhension de la formation des étoiles
Les astronomes ont utilisé différentes configurations d’antennes ALMA pour capturer différents types d’émissions de FU Orionis et détecter le flux massique dans le système stellaire. Ils ont également combiné des méthodes numériques innovantes pour modéliser le débit massique en tant que flux d’accrétion et estimer ses propriétés.
“Nous avons comparé la forme et la vitesse de la structure observée avec celles attendues d’une traînée de gaz entrant, et les chiffres étaient logiques”, explique Aashish Gupta, doctorant à l’Observatoire européen austral (ESO) et co-auteur de ce travail. , qui a développé les méthodes utilisées pour modéliser le flux d’accrétion.
« La gamme d’échelles angulaires que nous pouvons explorer avec un seul instrument est vraiment remarquable. ALMA nous donne une vue complète de la dynamique de la formation des étoiles et des planètes, allant des grands nuages moléculaires dans lesquels naissent des centaines d’étoiles aux échelles plus familières des systèmes solaires, ajoute-t-il. Sebastián Pérez de l’Universidad de Santiago du Chili (USACH ), directeur du Millennium Nucleus sur les jeunes exoplanètes et leurs lunes (YEMS) au Chili et co-auteur de cette recherche.
Ces observations ont également révélé un flux de monoxyde de carbone à faible vitesse provenant de FU Orionis. Ce gaz n’est pas associé à la dernière éruption. Au lieu de cela, il est similaire aux flux observés autour d’autres objets protostellaires.
Hales conclut : « En comprenant comment se forment ces étoiles FUor particulières, nous confirmons ce que nous savons sur la formation de différentes étoiles et planètes. Nous pensons que toutes les étoiles subissent des éruptions. Ces éruptions sont importantes car elles affectent la composition chimique des disques d’accrétion autour des étoiles naissantes et des planètes qu’elles finissent par former.
“Nous étudions FU Orionis depuis les premières observations d’ALMA en 2012”, ajoute Hales. C’est fascinant d’avoir enfin des réponses.
