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Verblassender Stern Gaia21elv: Eine Studie über junge Sterne

Die jüngsten Veränderungen von Gaia21elv geben Einblicke in FU Orionis Objekte.

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Im Universum gibt es viele Arten von Sternen, und eine faszinierende Gruppe sind die FU Orionis-Objekte oder FUors. Das sind junge Sterne, die dramatische Veränderungen durchlaufen und oft über viele Jahre deutlich heller werden, bevor sie wieder verblassen. Ein solcher Stern ist Gaia21elv, der wegen seines jüngsten Verblassens Aufmerksamkeit erregt hat. In diesem Artikel werden wir besprechen, was wir über Gaia21elv wissen, sein Verhalten im Laufe der Zeit und was sein Verblassen für unser Verständnis dieser Sternarten bedeuten könnte.

Was sind FU Orionis-Objekte?

FU Orionis-Objekte sind eine Kategorie junger Sterne, die durch riesige Helligkeitssteigerungen gekennzeichnet sind, manchmal um mehrere Grössenordnungen. Sie können jahrzehntelang hell bleiben und dann langsam verblassen. Diese Sterne helfen Forschern zu verstehen, wie Sterne entstehen und wachsen. Das meiste, was wir wissen, stammt aus der Untersuchung ihrer Helligkeit, den Veränderungen in ihrem Licht und ihren physikalischen Eigenschaften.

Die Entdeckung von Gaia21elv

Gaia21elv wurde erstmals als bemerkenswerter Stern identifiziert, als er plötzlich dunkler wurde. Der Gaia-Satellit, der den Himmel auf Helligkeitsänderungen überwacht, alarmierte Astronomen im Oktober 2021, als Gaia21elv in relativ kurzer Zeit um mehr als eine volle Grösse verblasste. Die Forscher begannen, Folgemessungen durchzuführen, um mehr Daten über diesen jungen Stern zu sammeln.

Warum Gaia21elv studieren?

Sterne wie Gaia21elv zu studieren, ist wichtig, weil sie Hinweise auf die Prozesse bieten, die das Universum formen. Junge Sterne wachsen noch, und ihre Veränderungen können zeigen, wie sie Masse anhäufen und was während ihrer Evolution passiert. Das Verständnis dieser Verblassungen kann Licht auf die typischen Verhaltensweisen junger Sterne und ihre Entwicklung im Laufe der Zeit werfen.

Beobachtungen von Gaia21elv

Im Laufe der Jahre haben Astronomen verschiedene Teleskope genutzt, um Daten über Gaia21elv zu sammeln. Sie haben sowohl optische (sichtbares Licht) als auch Infrarot- (Wärme) Bilder und Spektren des Sterns erfasst. Jede Beobachtung hilft, ein Bild davon zu entwickeln, wie sich der Stern im Laufe der Zeit verhält. Für Gaia21elv haben diese Beobachtungen seine Klassifizierung als FUor bestätigt.

Das Verhalten von Gaia21elv

Gaia21elv zeigte Anzeichen einer langfristigen Helligkeitssteigerung vor seinem jüngsten Verblassen. Es ist ein Stern vom Typ II, der mit einem Gebiet des Weltraums in Verbindung steht, das als Vela Molecular Ridge bekannt ist. Viele Jahre lang hatte dieser Stern stetig an Helligkeit zugenommen, bis der jüngste Rückgang kam.

Die Verblassungsphase

Das schnelle Verblassen von Gaia21elv war ein bedeutendes Ereignis für Forscher. Nach Jahren der Helligkeit verringerte der Stern seine Helligkeit über einen Zeitraum von 18 Monaten erheblich. Dieser Rückgang war so signifikant, dass er die Aufmerksamkeit von Astronomen auf sich zog, die solche Veränderungen überwachen. Das Verblassen wurde wahrscheinlich durch vermehrtes Material beeinflusst, das das Licht des Sterns blockiert, ein Phänomen, das als zirkumstellarer Extinktionsprozess bekannt ist.

Bedeutung der Spektroskopie

Spektroskopie ist eine Technik zur Analyse des Lichts von Sternen. Indem sie das Spektrum oder die Lichtsignatur von Gaia21elv betrachten, können Forscher etwas über seine Temperatur, Zusammensetzung und das Vorhandensein von Merkmalen erfahren, die typisch für FUors sind. Die Spektren zeigten Muster, die von diesen Sternarten erwartet werden, was bestätigt, dass Gaia21elv in die FUor-Kategorie passt.

Die Rolle von Akkretionsscheiben

Junge Sterne wie Gaia21elv sind von Scheiben aus Gas und Staub umgeben. Diese Scheiben spielen eine entscheidende Rolle dabei, wie Sterne Masse anhäufen. Das Material in diesen Scheiben kann auf den Stern fallen und trägt zur Helligkeit bei. Das Verhalten der Akkretionsscheibe beeinflusst das Licht des Sterns und kann zu den grossen Ausbrüchen führen, die für FUors typisch sind.

Analyse der spektralen Energiedistribution

Eine Möglichkeit, zu verstehen, was mit einem Stern passiert, besteht darin, die spektrale Energiedistribution (SED) zu analysieren. Dabei wird betrachtet, wie viel Licht der Stern bei verschiedenen Wellenlängen abstrahlt. Für Gaia21elv konstruierten die Forscher SEDs zu verschiedenen Zeiten, um zu sehen, wie sich sein Licht verändert hat. Die Daten weisen darauf hin, dass die Akkretionsrate – die Menge an Material, die auf den Stern fällt – während seiner Verblassungsphase abnahm.

Vergleich von Gaia21elv mit anderen FUors

Gaia21elv ist nicht der einzige FUor, der beobachtet wurde, aber er ist bemerkenswert, weil er das dritte solche Objekt ist, das durch die Gaia-Alarme identifiziert wurde. Durch den Vergleich von Gaia21elv mit anderen FUors können Forscher die gemeinsamen Merkmale und Verhaltensweisen dieser Sternart besser verstehen. Die Entdeckung bestimmter Spektrallinien, die Signaturen spezifischer Elemente und Moleküle sind, hilft, die Klassifizierung von Gaia21elv als FUor zu untermauern.

Die Bedeutung der Ergebnisse

Die Beobachtungen von Gaia21elv unterstützen die Idee, dass das Verblassen mit einer erhöhten zirkumstellarer Extinktion verbunden ist, anstatt mit einem Rückgang der Helligkeit des Sterns aufgrund einer Abnahme der Akkretionsrate. Diese Erkenntnis ist wichtig, da sie darauf hinweist, dass Veränderungen im Licht eines Sterns aus verschiedenen Faktoren entstehen können, einschliesslich des umgebenden Materials, das Licht blockiert.

Zukünftige Überwachung

Eine fortlaufende Überwachung von Gaia21elv ist entscheidend, um sein Verhalten nach diesem Verblassungsereignis zu verstehen. Beobachtungen werden weiterhin Einblicke geben, wie sich dieser FUor entwickelt, während er verschiedene Phasen durchläuft. Diese Folgeuntersuchungen sind unerlässlich, um ein detaillierteres Bild davon zu konstruieren, wie junge Sterne wie Gaia21elv sich im Laufe der Zeit verhalten.

Fazit

Gaia21elv ist ein faszinierendes Beispiel für einen FUor. Sein jüngstes Verblassen hat das Interesse in der astronomischen Gemeinschaft geweckt. Die Veränderungen in seiner Helligkeit und die in seinem Spektrum beobachteten Eigenschaften bieten wertvolle Informationen über die Natur junger Sterne und die Prozesse, die ihre Entwicklung beeinflussen. Das Verständnis von Gaia21elv trägt nicht nur dazu bei, die Prozesse hinter seinem Verhalten zu klären, sondern auch zu unserem umfassenderen Wissen über die Sternentwicklung. Eine fortgesetzte Beobachtung wird entscheidend sein, um die Geschichte dieses bemerkenswerten jungen Sterns und seine Reise durch das Universum zusammenzusetzen.

Originalquelle

Titel: The Gaia alerted fading of the FUor-type star Gaia21elv

Zusammenfassung: FU Orionis objects (FUors) are eruptive young stars, which exhibit outbursts that last from decades to a century. Due to the duration of their outbursts, and to the fact that only about two dozens of such sources are known, information on the end of their outbursts is limited. Here we analyse follow-up photometry and spectroscopy of Gaia21elv, a young stellar object, which had a several decades long outburst. It was reported as a Gaia science alert due to its recent fading by more than a magnitude. To study the fading of the source and look for signatures characteristic of FUors, we have obtained follow-up near infrared (NIR) spectra using Gemini South/IGRINS, and both optical and NIR spectra using VLT/X-SHOOTER. The spectra at both epochs show typical FUor signatures, such as a triangular shaped $H$-band continuum, absorption-line dominated spectrum, and P Cygni profiles. In addition to the typical FUor signatures, [OI], [FeII], and [SII] were detected, suggesting the presence of a jet or disk wind. Fitting the spectral energy distributions with an accretion disc model suggests a decrease of the accretion rate between the brightest and faintest states. The rapid fading of the source in 2021 was most likely dominated by an increase of circumstellar extinction. The spectroscopy presented here confirms that Gaia21elv is a classical FUor, the third such object discovered among the Gaia science alerts.

Autoren: Zsófia Nagy, Sunkyung Park, Péter Ábrahám, Ágnes Kóspál, Fernando Cruz-Sáenz de Miera, Mária Kun, Michał Siwak, Zsófia Marianna Szabó, Máté Szilágyi, Eleonora Fiorellino, Teresa Giannini, Jae-Joon Lee, Jeong-Eun Lee, Gábor Marton, László Szabados, Fabrizio Vitali, Jan Andrzejewski, Mariusz Gromadzki, Simon Hodgkin, Maja Jabłońska, Rene A. Mendez, Jaroslav Merc, Olga Michniewicz, Przemysław J. Mikołajczyk, Uliana Pylypenko, Milena Ratajczak, Łukasz Wyrzykowski, Michal Zejmo, Paweł Zieliński

Letzte Aktualisierung: 2023-07-04 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://arxiv.org/abs/2307.01629

Quell-PDF: https://arxiv.org/pdf/2307.01629

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

Vielen Dank an arxiv für die Nutzung seiner Open-Access-Interoperabilität.

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