FU Orionis to niezwykła gwiazda zmienna. Kiedy zaobserwowano ją po raz pierwszy na początku XX wieku, ustalono jej jasność na 16m (magnitudo, która określa wielkość gwiazdową), ale w 1936 r. nagle pojaśniała do wartości 9m. Ot “zwykły” rozbłysk gwiazdowy? Nic bardziej mylnego, gdyż jasność FU Orionis nie wróciła do pierwotnej wartości i do dzisiaj utrzymuje się na wspomnianym poziomie 9m.
Czytaj też: To jedyne takie miejsce w naszej gromadzie galaktyk. Astronomowie wciąż nie wiedzą co się tam dzieje
Przez dekady naukowcy nie byli w stanie tego wyjaśnić i uważali, że FU Orionis jest unikatowa w skali Wszechświata, ale w latach 70. ubiegłego wieku zaobserwowano podobne gwiazdy (np. V1057 Cygni), więc wywnioskowali, że po prostu czegoś w ich funkcjonowaniu nie rozumieją. Teraz astronomom z Uniwersytetu Leicester udało się namierzyć brakujący element układanki i jest on co najmniej “zaskakujący” – przyczyna niepohamowanego apetytu FU Orionis w końcu została poznana. Szczegóły opisano w czasopiśmie Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Gwiazda wchłania planetę, która dopiero się narodziła
FU Orionis to protogwiazda, co oznacza, że wciąż jest w trakcie pełnego formowania. Ma dwa komponenty otoczone dyskiem protoplanetarnym, więc niewykluczone, że w końcu stanie się układem podwójnym z krążącymi wokół planetami. Astronomowie doskonale wiedzą, że “młodość musi się wyszaleć”, a protogwiazdy tej wielkości i w tym wieku są źródłem gwałtownych, często niespodziewanych rozbłysków.
Czytaj też: Zobacz wschód Słońca na Marsie oczami łazika. To będą widzieli pierwsi astronauci na Czerwonej Planecie
Ale rozbłyski gwiazdowe zazwyczaj nie są bilion razy silniejsze niż najsilniejsze rozbłyski słoneczne (niezależnie od masy gwiazdy) i nie trwają dziesiątki lat. Jasne było, że musi istnieć ukryta przyczyna takiego zachowania FU Orionis, choć nie udawało się jej znaleźć. Astronomowie wysnuli teorię, że omawiana gwiazda akreuje materię z dysku, po prostu rosnąc, co powoduje gwałtowne rozjaśnienia.
Uczeni przeprowadzili symulacje dla FU Orionis, dodając gazową planetę (podobną do Jowisza) uformowaną daleko w dysku w wyniku niestabilności grawitacyjnej. Wykazano, że materia z niej migruje w kierunku gwiazdy macierzystej, a osiągając równowartość 1/10 odległości między Ziemią a Słońcem jest tak gorąca, że zapala zewnętrzne atmosfery planety. Ta dosłownie płonie. Z punktu widzenia astronomii, planeta staje się źródłem świeżej materii i swoistego “pokarmu”, którego gwiazda potrzebuje. W efekcie obserwujemy wzrost magnitudo.
Profesor Sergei Nayakshin z University of Leicester School of Physics and Astronomy mówi:
Te dyski karmią rosnące gwiazdy większą ilością materii, ale także pielęgnują planety. Poprzednie obserwacje dostarczyły kuszących wskazówek na temat młodej, masywnej planety krążącej bardzo blisko tej gwiazdy. Wysunięto kilka pomysłów na to, w jaki sposób planeta mogła wywołać taki rozbłysk, ale szczegóły się nie sprawdziły. Odkryliśmy nowy proces, który można nazwać “piekielnym dyskiem” młodych planet. Jeżeli nasz model jest poprawny, może mieć głębokie implikacje dla rozumienia powstawania zarówno gwiazd, jak i planet. Dyski protoplanetarne są często nazywane żłobkami planet. Ale teraz odkrywamy, że te żłobki wcale nie są cichymi miejscami, a prawdziwymi piekłami.
To pokazuje, w jaki sposób planety mogą nie tylko formować się wokół młodych gwiazd, ale także mogą być szybko i gwałtownie niszczone. Może to oznaczać, że wiele – jeśli nie większość – dużych planet umrze, zanim układ planetarny ustabilizuje się.
FU Orionis to prawdziwy gwiezdny “noworodek”, jej wiek szacuje się na kilkaset tysięcy lat. Trwający 85 lat okres pojaśnienia gwiazdy stanowi niewielką część jej życia, a my po prostu mamy szczęście, że możemy to obserwować. Cały proces powinien zakończyć się w ciągu kilkuset najbliższych lat, a po tym FU Orionis powróci do pierwotnego stanu.