Una grande abbuffata per FU Orionis

Nel 1936, la giovane stella FU Orionis ha iniziato a divorare materiale dal suo disco circostante di gas e polveri con una voracità improvvisa. Durante un’abbuffata di tre mesi, quando la materia si è trasformata in energia, la stella è diventata 100 volte più brillante, riscaldando il disco circostante a temperature fino a 12.000 gradi Fahrenheit (7.000 Kelvin).

FU Orionis sta ancora divorando gas, anche se non così velocemente. Questo evento estremo nel suo genere può avere implicazioni su come si formino stelle e pianeti. L’intenso riscaldamento del disco che circonda la stella ha probabilmente cambiato la sua chimica, alterando in modo permanente il materiale che un giorno potrebbe trasformarsi in pianeti.

“Studiando FU Orionis, stiamo vedendo i primi stadi del Sistema Solare”, ha detto Joel Green, scienziato dello Space Telescope Science Institute di Baltimora, Maryland. Osservando FU Orionis, che si trova a circa 1500 anni luce dalla Terra nella costellazione di Orione, gli astronomi hanno dimostrato che l’estrema luminosità della stella ha cominciato lentamente a scemare dopo l’eruzione iniziale del 1936. Ma Green e colleghi hanno voluto saperne di più sulla relazione tra la stella e il disco circostante. La stella sta ancora divorandolo? La composizione del disco cambia? Quando tornerà la luminosità della stella ai livelli precedenti all’eruzione? Per rispondere a queste domande, gli scienziati hanno bisogno di osservare la luminosità della stella a lunghezze d’onda infrarosse, che forniscono misurazioni della temperatura.

Green e il suo team hanno confrontato i dati infrarossi ottenuti nel 2016 con lo Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) con le osservazioni effettuate dal telescopio spaziale Spitzer della NASA nel 2004. “Combinando i dati provenienti dai due telescopi raccolti in un intervallo di 12 anni, siamo stati in grado di ottenere una prospettiva unica sul comportamento della stella nel tempo”, ha detto Green. I ricercatori hanno scoperto che FU Orionis ha continuato il suo vorace spuntino dopo l’evento iniziale: la stella ha ingoiato l’equivalente di 18 Giove negli ultimi 80 anni.

Le misure recenti fornite da SOFIA informano i ricercatori che la quantità totale di energia proveniente dal sistema FU Orionis è diminuita di circa il 13 per cento nei 12 anni successivi alle osservazioni di Spitzer. I ricercatori hanno determinato che fino al 13 percento del materiale più caldo del disco è scomparso, mentre il materiale più freddo è rimasto intatto. “Una diminuzione del gas caldo significa che la stella ha divorato la parte più interna del disco, ma il resto del disco non è sostanzialmente cambiato negli ultimi 12 anni”, ha detto Green. “Questo risultato è coerente con i modelli informatici, ma per la prima volta siamo in grado di confermare la teoria con le osservazioni”.

Gli astronomi prevedono, in parte sulla base dei nuovi risultati, che FU Orionis sarà a corto di materiale caldo tra poche centinaia di anni. A quel punto, la stella tornerà allo stato in cui era prima del drammatico evento del 1936. Con qualche centinaia di migliaia anni di età, FU Orionis è una neonata nella tipica vita di una stella. Gli 80 anni di attività dal 1936 rappresentano solo una piccola frazione della sua esistenza, ma è accaduto che questi cambiamenti si sono verificati in un periodo che gli astronomi possono osservare. “È incredibile che un intero disco protoplanetario possa cambiare in così un breve lasso di tempo, all’interno di una vita umana”, ha detto Luisa Rebull, coautrice dello studio, dell’Infrared Processing and Analysis Center (IPAC) a Pasadena, California. Il proposito è ottenere un quadro più chiaro del fenomeno FU Orionis tramite future osservazioni del James Webb Space Telescope.