FU Orionis: astrónomos descobrem corrente de gás que alimenta erupção

A maioria das estrelas da Via Láctea leva uma existência relativamente normal, mas há uma que insiste em fugir à regra.

Trata-se de FU Orionis, um sistema binário em erupção violenta desde 1936, ano em que, de forma súbita e sem aviso, o seu brilho aumentou para 1.000 vezes o valor habitual. Nunca se tinha observado algo semelhante numa estrela jovem, e o fenómeno intrigou os astrónomos durante décadas.

Uma corrente de gás alimenta FU Orionis

Agora, 88 anos depois, os investigadores encontraram respostas. FU Orionis alimenta-se ativamente de uma corrente de matéria, que uma equipa liderada por Antonio Hales, do Observatório Nacional de Radioastronomia, conseguiu observar diretamente através do Grande Conjunto de Antenas do Atacama para Ondas Milimétricas e Submilimétricas (ALMA).

«FU Ori tem devorado matéria há quase 100 anos para manter a sua erupção. Finalmente, descobrimos como estas estrelas jovens em erupção repõem a sua massa», afirma Hales. «Pela primeira vez, temos provas observacionais diretas da matéria que alimenta as erupções.»

Essa matéria forma um filamento de monóxido de carbono que entra na estrela central do sistema FU Orionis. O filamento não contém matéria suficiente para sustentar a erupção, pelo que os investigadores consideram que poderá ser a extremidade ou o remanescente de uma concentração de gás muito maior, absorvida pela estrela ao longo do tempo.

«É possível que a interação com uma corrente de gás maior no passado tenha tornado o sistema instável e desencadeado o aumento de brilho», explica Hales.

Estrelas jovens em erupção

FU Orionis situa-se a cerca de 1.360 anos-luz, na constelação de Órion. O sistema binário é composto por duas estrelas relativamente pequenas, com cerca de 2 milhões de anos. Ambas continuam a crescer, rodeadas por discos de poeira e gás que lhes fornecem matéria, permitindo-lhes aumentar lentamente de tamanho a um ritmo relativamente constante.

Embora FU Orionis tenha sido a primeira estrela deste tipo observada em erupção, na década de 1930, os astrónomos descobriram entretanto outras estrelas jovens, ainda em crescimento, com o mesmo comportamento. Pensa-se que o fenómeno das estrelas FUor, como são conhecidas, resulta de uma transferência acelerada de massa a partir do disco de acreção que rodeia cada estrela.

O trabalho de Hales e dos seus colegas sugere que poderá ser esse o caso. A massa adicional terá origem em matéria que cai do espaço interestelar sobre o disco, reforçando a alimentação da estrela jovem e fazendo-a brilhar intensamente, com luz e calor.

Observações da corrente de monóxido de carbono

Para estudar o sistema estelar em várias escalas espaciais e mapear a forma e a dimensão da corrente de monóxido de carbono, a equipa realizou observações com diferentes configurações das antenas do ALMA. Em seguida, recorreu a modelos numéricos para determinar as propriedades, a massa e a taxa de transferência da corrente, capaz de fornecer a FU Orionis energia suficiente para uma erupção que já dura quase um século e continua.

«Comparámos a forma e a velocidade da estrutura observada com as esperadas para um rasto de gás em queda, e os números fizeram sentido», diz Aashish Gupta, astrónomo do Observatório Europeu do Sul.

A origem da matéria adicional permanece incerta. Poderá, no entanto, provir do que resta do invólucro protoestelar - a matéria que rodeava o sistema binário quando as estrelas nasceram - e estar a cair das regiões exteriores sobre o disco.

Os astrónomos acreditam que todas as estrelas jovens poderão passar por episódios semelhantes. Descobrir o que desencadeou e alimentou a erupção de FU Orionis, o protótipo das estrelas jovens em erupção, poderá ajudar a compreender de que forma este processo influencia o seu crescimento e evolução.

«Estudamos FU Orionis desde as primeiras observações do ALMA, em 2012», diz Hales. «É fascinante ter finalmente respostas.»

A investigação foi publicada na revista Jornal de Astrofísica.