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FU Ori: O Mistério do Brilho das Estrelas

Cientistas investigam os fatores que influenciam o brilho da jovem estrela FU Ori.

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FU Ori é uma estrela jovem conhecida por suas explosões dramáticas que acontecem quando ela consome Gás e poeira da área ao redor. Em 1937, ela teve um aumento significativo de Brilho, que durou anos, indicando sua imensa entrada de gás. Agora, a galera tá bem interessada em FU Ori, já que os cientistas tentam entender as fontes do brilho dela e como tanta quantidade de gás é puxada pra dentro da estrela.

O que provoca o aumento de brilho?

Tem várias ideias sobre o que causa as explosões de FU Ori. Uma teoria popular envolve grandes planetas jovens que se aproximam da estrela. Quando esses planetas perdem gás, eles podem causar explosões de brilho ao redor da estrela. Mas modelos anteriores assumiram uma relação simples entre a Massa desses planetas e seu tamanho, o que pode não ser bem assim.

Esse estudo explora essas suposições dando uma olhada mais de perto em como planetas jovens que perdem gás evoluem com o tempo. O objetivo é entender melhor a estrutura interna deles e o que acontece quando eles perdem massa.

O papel da estrutura interna nos planetas

Entender como a estrutura interna de um planeta afeta seu brilho é fundamental. Os planetas são feitos de camadas que podem se comportar de maneiras diferentes dependendo da composição e de quanto gás eles perdem. Existem dois tipos principais de estruturas:

  1. Planetas Adiabáticos: Esses se expandem rápido quando perdem massa, levando a explosões de brilho poderosas.
  2. Planetas Super-adiabáticos: Esses podem encolher no início enquanto perdem massa, o que resulta em explosões de brilho mais fracas.

A pesquisa investiga esses dois tipos, mostrando que planetas que perdem massa muito rápido podem causar explosões de brilho mais curtas, o que pode explicar as variações na atividade de FU Ori.

Como os planetas evaporam e afetam o brilho

Quando um planeta chega muito perto da sua estrela, ele é aquecido pelo gás e poeira ao redor. Esse calor faz com que as camadas externas do planeta evaporem. O estudo mostra que a rapidez com que essa massa é perdida impacta diretamente a estrutura do planeta e as mudanças de brilho.

Por exemplo, quando um planeta começa a perder suas camadas externas, ele pode ficar maior ou menor, dependendo do calor e da massa iniciais. Dependendo desses fatores, os tipos de explosões vão variar.

Evidências observacionais e modelos

Para analisar esse fenômeno, os pesquisadores fazem simulações em computador que replicam como os planetas interagem com o que tá ao redor. Usando modelos específicos, eles conseguem prever quão brilhante FU Ori deve ser em diferentes momentos. Os resultados mostram que o tamanho de um planeta e como ele evolui afetam não só o brilho, mas também quanto tempo dura uma Explosão.

Por exemplo, quando a perda de massa acontece, os pesquisadores perceberam que o brilho de FU Ori pode aumentar ou diminuir com o tempo, dependendo do comportamento do planeta. Se o planeta perde massa rápido, isso pode levar a um clarão brilhante, mas se ele contrai devagar, a explosão geral pode durar muito mais.

Distribuição de energia espectral (SED)

Outro aspecto importante é estudar a luz emitida por essas estrelas durante as explosões, conhecido como Distribuição de Energia Espectral (SED). A SED mostra como diferentes cores de luz surgem da estrela e do gás ao redor.

Quando olham os dados de FU Ori, as descobertas indicam que diferentes comprimentos de onda de luz aparecem em momentos diferentes. Por exemplo, a luz infravermelha frequentemente chega antes da luz visível, dando pistas do que tá rolando abaixo da superfície durante uma explosão.

Importância da Temperatura e densidade do gás

A temperatura e a densidade do gás ao redor da estrela têm papéis essenciais em influenciar o brilho de FU Ori. Quando o disco é aquecido, o processo de ionização faz com que mais gás flua pra dentro da estrela, alimentando ainda mais seu brilho.

A pesquisa revela que quando o gás esquenta, ele muda de densidade, o que altera como ele interage com o planeta e a estrela. Entender essa interação é crucial pra prever quando FU Ori vai brilhar de novo.

Insights de outras estrelas

Examinar outras estrelas parecidas pode fornecer insights valiosos. Estrelas como V346 Nor e V899 exibem comportamentos que podem se alinhar com os de FU Ori. As observações sugerem que essas estrelas podem passar por explosões semelhantes, permitindo que os pesquisadores comparem e ajudem a esclarecer a atividade misteriosa de FU Ori.

Considerações finais

O estudo de FU Ori é vital pra entender como estrelas jovens evoluem e interagem com o material ao redor. Ao examinar como os planetas influenciam essas explosões, os pesquisadores podem entender melhor as características desses eventos celestiais fascinantes.

Com novos dados surgindo de observações em andamento, os modelos podem ser atualizados e refinados pra fornecer insights mais claros sobre a física dessas explosões luminosas. Os mistérios de FU Ori e outras estrelas jovens podem levar a avanços na astrofísica, iluminando a formação e evolução das estrelas e seus sistemas planetários.

Pra finalizar, as descobertas contribuem pra uma compreensão mais ampla dos processos astrofísicos em estrelas jovens e da importância de planetas massivos em impulsionar eventos de acreção. A jornada pra desvendar as interações complexas e os efeitos da dinâmica do gás ao redor de estrelas jovens continua, com FU Ori sendo um foco chave pra futuras pesquisas.

Fonte original

Título: On the origin of accretion bursts in FUORs

Resumo: Accretion luminosity of young star FU Ori increased from undetectable levels to hundreds of Solar luminosities in 1937 and remains nearly as high at the present time. In a recent paper we showed how Extreme Evaporation (EE) of a young gas giant planet that migrated to a 10 day orbit around the star may power FU Ori. However, our model assumed a power-law mass-radius relation for the evaporating planet. Here we employ a stellar evolution code to model mass losing planets. We find that adiabatic planets expand rapidly, which results in runaway FUOR bursts. Super-adiabatic planets contract while losing mass; their outbursts are dimming with time. Long steadily declining bursts such as FU Ori require relatively fine tuned internal planetary structure, which may be rare. More commonly we find that super-adiabatic planets contract too rapidly and their EE falters, leading to FUOR burst stutter. This stutter allows a single planet to produce many short repeating bursts, which may be relevant to bursts observed in V346 Nor, V899, V1647. We compute broad band spectra of our best fitting scenario for FU Ori. Since the outburst is triggered behind the planet location, the mid-IR emission rises many months before the optical, similar to bursts in Gaia-17bpi and Gaia-18dvy. We show that in outbursts powered by the classic thermal instability, mid-IR lags the optical, whereas the dead zone activation models predict mid-IR light precede the optical burst by many years to decades. We comment on the stellar flyby scenario for FU Ori.

Autores: Sergei Nayakshin, Vardan Elbakyan

Última atualização: 2023-09-21 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2309.12072

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2309.12072

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

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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