¿Qué pasó con FU Orionis?: Radiotelescopio ALMA resolvió un enigma astronómico de hace 88 años

El radiotelescopio ALMA reveló los secretos de FU Orionis, un sistema estelar doble que en 1936 llamó la atención a los científicos cuando su estrella central se volvió mil veces más brillante.

Este comportamiento, esperado en estrellas moribundas, nunca se había observado en una estrella joven como FU Orionis. El extraño fenómeno inspiró una nueva clasificación de estrellas que comparten el mismo nombre: FUo estrellas.

Las estrellas FUor brillan repentinamente, estallan en brillo antes de atenuarse nuevamente muchos años después. Ahora se entiende que este brillo se debe a que las estrellas absorben energía de su entorno a través de la acreción gravitacional, la fuerza principal que da forma a las estrellas y los planetas. Sin embargo, cómo y por qué sucede esto era un misterio, hasta ahora, gracias a los astrónomos utilizan el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), en Chile.

¿Qué pasa con Fu Orionis?

“FU Orionis ha estado devorando material durante casi 100 años para mantener su erupción. Finalmente, hemos encontrado una respuesta a cómo estas jóvenes estrellas en erupción reponen su masa”, explica en un comunicado Antonio Hales, subdirector del Centro Regional Norteamericano ALMA, científico del National Radio Astronomy Observatory (NRAO) y autor principal de esta investigación, publicada en la revista Astrophysical Journal.

“Por primera vez tenemos evidencia de observación directa del material que alimenta las erupciones“, agregó.

Las observaciones de ALMA revelaron una corriente larga y delgada de monóxido de carbono cayendo sobre FU Orionis. Este gas no parecía tener suficiente combustible para sostener el estallido actual.

En cambio, se cree que esta corriente de acreción es un resto de una característica anterior mucho más grande que cayó en este joven sistema estelar. “Es posible que la interacción con una corriente de gas más grande en el pasado haya provocado que el sistema se volviera inestable y provocara un aumento de brillo“, explica Hales.

Los astrónomos utilizaron varias configuraciones de antenas de ALMA para capturar los diferentes tipos de emisiones provenientes de FU Orionis y detectar el flujo de masa hacia el sistema estelar. También combinaron métodos numéricos novedosos para modelar el flujo másico como una corriente de acreción y estimar sus propiedades.

“Comparamos la forma y la velocidad de la estructura observada con la que se esperaba de un rastro de gas que caía, y los números tenían sentido”, dice Aashish Gupta, doctorando en el Observatorio Europeo Austral (ESO) y coautor de este trabajo, quien desarrolló los métodos utilizados para modelar la corriente de acreción.

“La gama de escalas angulares que podemos explorar con un solo instrumento es realmente notable. ALMA nos brinda una visión integral de la dinámica de la formación de estrellas y planetas, que abarca desde grandes nubes moleculares en las que nacen cientos de estrellas, hasta las escalas más familiares de los sistemas solares“, agrega Sebastián Pérez de la Universidad de Santiago de Chile (USACH), director del Núcleo Milenio sobre Exoplanetas Jóvenes y sus Lunas (YEMS) en Chile, y coautor de esta investigación.

Estas observaciones también revelaron una salida de monóxido de carbono de movimiento lento desde FU Orionis. Este gas no está asociado con el estallido más reciente. Más bien, es similar a los flujos observados alrededor de otros objetos protoestelares. Hales añade: “Al comprender cómo se forman estas peculiares estrellas FUor, estamos confirmando lo que sabemos sobre cómo se forman las diferentes estrellas y planetas. Creemos que todas las estrellas sufren explosiones. Estos estallidos son importantes porque afectan la composición química de los discos de acreción alrededor de las estrellas nacientes y los planetas que eventualmente forman”.

“Hemos estado estudiando FU Orionis desde las primeras observaciones de ALMA en 2012”, añade Hales. “Es fascinante tener finalmente respuestas”.