.A Star’s Unexpected Heatwave: FU Orionis Challenges Astrophysics Models
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.A Star’s Unexpected Heatwave: FU Orionis Challenges Astrophysics Models
별의 예상치 못한 열파: FU 오리온스가 천체물리학 모델에 도전하다
우주 망원경 과학 연구소2024년 11월 24일, FU 오리온스 폭발의 초기 단계 이것은 어린 별 FU 오리온스(FU Ori) 폭발의 초기 단계에 대한 예술가의 개념으로, 물질 디스크로 둘러싸여 있습니다. 천문학자 팀은 허블 우주 망원경의 자외선 기능을 사용하여 FU 오리의 항성 표면과 거의 90년 동안 성장하는 별에 가스를 쏟은 강착 디스크 사이의 상호 작용에 대해 더 많이 알아냈습니다. 그들은 별에 닿은 내부 디스크가 예상보다 훨씬 더 뜨겁다는 것을 발견했습니다. 16,000 켈빈, 태양 표면 온도의 거의 3배입니다. 이 뜨거운 온도는 이전에 생각했던 것보다 거의 두 배 더 뜨겁습니다. 출처: NASA-JPL, Caltech
자외선을 통해 FU 오리오니스의 메커니즘에 대한 새로운 정보가 밝혀졌습니다. 1936년, 젊은 별 FU 오리온자리(FU Ori)가 극적으로 밝아져 상당히 더 밝아졌습니다. 그 이후로 밝기는 점차 희미해졌습니다. 처음에는 고립된 사례로 여겨졌지만, FU 오리는 이제 갑작스럽고 극심한 밝기 증가로 알려진 FU 오리 천체라는 희귀한 젊은 난류 별 그룹의 일부로 인식되고 있습니다.
이러한 극적인 폭발을 일으키는 원인을 밝히기 위해 천문학자 팀은 NASA 의 허블 우주 망원경을 사용하여 자외선에서 FU Ori를 연구했습니다. 그들의 관찰은 별의 표면과 주변 강착 원반 사이의 상호 작용에 대한 놀랍고 획기적인 세부 사항을 밝혀냈습니다. 허블 우주 망원경, 어린 별 FU 오리오니스에 대한 뜨거운 세부 정보 발견 1936년 천문학자들은 오리온자리에서 신비한 사건을 관찰했습니다. 어린 별 FU 오리온(FU Ori)이 단 몇 달 만에 갑자기 100배 더 밝아졌습니다.
FU 오리는 절정기에 우리 태양의 100배의 광도로 빛났습니다. 그러나 폭발하는 별과는 달리 그 밝기는 수십 년에 걸쳐 점차 희미해졌습니다. 최근 천문학자 팀은 NASA의 허블 우주 망원경을 사용하여 자외선에서 FU Ori를 조사했습니다. 그들은 별의 표면과 강착 디스크 사이의 상호 작용을 더 잘 이해하고자 했습니다. 강착 디스크는 거의 90년 동안 별에 가스를 공급해 온 구조입니다.
그들의 연구 결과에 따르면 별과 접촉하는 디스크의 안쪽 가장자리는 매우 뜨거워서 현재의 이론적 모델을 거부합니다. 이러한 관측은 허블의 COS(Cosmic Origins Spectrograph)와 STIS(Space Telescope Imaging Spectrograph) 기구를 사용하여 이루어졌으며, FU Ori의 최초의 극자외선 및 새로운 근자외선 스펙트럼 데이터를 제공했습니다. 캘리포니아 패서디나에 있는 Caltech의 Lynne Hillenbrand와 이 논문의 공동 저자는 "우리는 강착 디스크 모델의 가장 뜨거운 부분을 검증하고, 그 최대 온도를 결정하기 위해 그 어느 때보다 강착 디스크의 안쪽 가장자리에 더 가까이서 측정하고자 했습니다."라고 말했습니다.
"별과 디스크 사이의 인터페이스와 같이 뭔가 특별한 것을 볼 수 있을 것이라는 희망이 있었지만, 우리는 전혀 예상하지 못했습니다. 우리가 그렇게 많은 것을 보았다는 사실, 즉 예상보다 자외선에서 훨씬 더 밝았다는 사실이 큰 놀라움이었습니다." 별의 강착 메커니즘 탐구 원래 별들 중에서 독특한 사례로 여겨졌던 FU Ori는 밝기가 극적으로 변하는 젊고 폭발적인 별의 한 종류입니다. 이러한 천체는 고전적 T Tauri 별의 하위 집합으로, 디스크와 주변 성운에서 물질을 모아서 쌓이는 새로 형성되는 별입니다. 고전적 T Tauri 별에서 디스크는 별의 자기장의 바깥쪽 압력에 의해 제한되기 때문에 별에 직접 닿지 않습니다.
그러나 FU Ori 천체 주변의 강착 디스크는 중심 별에 비해 엄청난 질량, 이중 동반 천체와의 상호 작용 또는 유입 물질로 인해 불안정성에 취약합니다. 이러한 불안정성은 질량 강착 속도가 극적으로 변할 수 있음을 의미합니다. 속도가 증가하면 별의 자기장과 디스크의 안쪽 가장자리 사이의 섬세한 균형이 깨져 물질이 더 가까이 이동하여 결국 별의 표면에 닿게 됩니다. 강화된 유입 속도와 별에 대한 강착 디스크의 근접성으로 인해 FU Ori 천체는 일반적인 T Tauri 별보다 훨씬 밝습니다. 사실, 폭발 중에 별 자체는 디스크에 의해 가려집니다. 게다가 디스크 물질은 별에 접근하면서 빠르게 궤도를 돌며, 별 표면의 회전 속도보다 훨씬 빠릅니다. 즉, 디스크가 별에 충돌하고 물질이 느려지고 상당히 가열되는 영역이 있어야 합니다.
"허블 데이터는 모델이 이전에 예측한 것보다 훨씬 더 뜨거운 충돌 영역을 나타냅니다."라고 Caltech의 Adolfo Carvalho와 이 연구의 주 저자가 말했습니다. "FU Ori의 온도는 16,000 켈빈[태양 표면 온도의 거의 3배]입니다. 그 뜨거운 온도는 이전 모델이 계산한 양의 거의 두 배입니다. 그것은 우리에게 그러한 온도의 도약을 어떻게 설명할 수 있는지 생각하도록 도전하고 격려합니다." 이전 모델과 최근 허블 관측 결과 사이의 상당한 온도 차이를 해소하기 위해 연구팀은 FU Ori 내부 영역의 기하학에 대한 개정된 해석을 제시했다. 즉, 강착 디스크의 물질이 별에 접근하고 별 표면에 도달하면 뜨거운 충격파가 생성되면서 많은 양의 자외선이 방출된다는 것이다.
FU Ori 주변의 행성 생존 FU 오리의 급속한 성장 과정의 메커니즘을 이해하는 것은 행성 형성과 생존에 대한 아이디어와 더 광범위하게 연관됩니다. "허블 데이터를 기반으로 한 우리의 개정된 모델은 행성 진화에 대한 나쁜 소식은 아니지만, 엇갈린 측면이 있습니다."라고 카르발류는 설명했습니다. "행성이 형성될 때 디스크에서 멀리 떨어져 있다면, FU 오리 천체에서 나오는 폭발은 행성이 궁극적으로 물려받을 화학 물질 종류에 영향을 미칠 것입니다. 하지만 형성 중인 행성이 별에 매우 가까이 있다면, 약간 다른 이야기입니다. 몇 번의 폭발 내에서 별에 매우 가까이 형성되고 있는 행성은 빠르게 안쪽으로 이동하여 결국 별과 합쳐질 수 있습니다. 그러한 별에 가까이 형성되고 있는 암석 행성은 잃거나 적어도 완전히 튀길 수 있습니다." 허블 UV 관측에 대한 추가 작업이 진행 중입니다.
팀은 COS 스펙트럼에 존재하는 여러 원소의 다양한 스펙트럼 방출선을 신중하게 분석하고 있습니다. 이를 통해 내부 영역 내에서 유입 및 유출되는 가스의 운동학과 같은 FU Ori의 환경에 대한 추가 단서를 제공할 것입니다. "이런 어린 별들 중 많은 수가 극자외선 파장에서 분광학적으로 매우 풍부합니다." 힐렌브랜드가 반성했습니다. "허블, 그 크기와 파장 범위, 그리고 FU 오리의 행운의 상황이 결합되어, 우리는 이 매혹적인 별 유형의 엔진을 그 어느 때보다 더 깊이 들여다볼 수 있게 되었습니다." 이러한 연구 결과는 The Astrophysical Journal Letters 에 게재되었습니다 .
참고문헌: Adolfo S. Carvalho, Lynne A. Hillenbrand, Kevin France, Gregory J. Herczeg의 "FU Ori의 별-디스크 경계에서 극자외선으로 감지된 강착 충격", 2024년 9월 23일, The Astrophysical Journal Letters . DOI: 10.3847/2041-8213/ad74eb
관찰은 일반 관찰 프로그램 17176 의 일환으로 수행되었습니다 . 허블 우주 망원경은 30년 이상 운영되어 왔으며 우주에 대한 우리의 근본적인 이해를 형성하는 획기적인 발견을 계속하고 있습니다. 허블은 NASA와 ESA( 유럽 우주국 ) 간의 국제 협력 프로젝트입니다. 메릴랜드주 그린벨트에 있는 NASA의 고다드 우주 비행 센터는 망원경과 임무 운영을 관리합니다. 덴버에 있는 록히드 마틴 스페이스도 고다드의 임무 운영을 지원합니다. 천문학 연구를 위한 대학 협회가 운영하는 볼티모어의 우주 망원경 과학 연구소는 NASA를 위해 허블 과학 운영을 수행합니다.
https://scitechdaily.com/a-stars-unexpected-heatwave-fu-orionis-challenges-astrophysics-models/
mssoms
메모 2411250235 소스1.분석_【】
허블 dark_energy.qms.qvixer 기본데이타
1.
별의 예상치 못한 열파: FU 오리온스가 천체물리학 모델에 도전하다
1936년, 젊은 별 FU 오리온자리(FU Ori)가 극적으로 밝아져 상당히 더 밝아졌다. 그 이후로 밝기는 점차 희미해졌다. 처음에는 고립된 사례로 여겨졌지만, FU 오리는 이제 갑작스럽고 극심한 밝기 증가로 알려진 FU 오리 천체라는 희귀한 젊은 난류 별 그룹의 일부로 인식되고 있다.
이러한 [1]극적인 폭발을 일으키는 원인]을 밝히기 위해 천문학자 팀은 NASA 의 허블 우주 망원경을 사용하여 자외선에서 FU Ori를 연구했다. 그들의 관찰은 별의 표면과 주변 강착 원반 사이의 상호 작용에 대한 놀랍고 획기적인 세부 사항을 밝혀냈다.
_[1】결론부터 말하면 강착원반에서 일어난 사건들이라는거다. 원회전의 속도를 기준으로 보면 디스크와 물체는 서로다른 속도로 인하여 열파와 속도의 느려짐들이 분광학적으로 나타난다는 뜻이다.
2.
허블 우주 망원경, 어린 별 FU 오리오니스에 대한 뜨거운 세부 정보 발견
1936년 천문학자들은 오리온자리에서 신비한 사건을 관찰했다. 어린 별 FU 오리온(FU Ori)이 단 몇 달 만에 갑자기 100배 더 밝아졌다. FU 오리는 절정기에 우리 태양의 100배의 광도로 빛났다. 그러나 폭발하는 별과는 달리 그 밝기는 수십 년에 걸쳐 점차 희미해졌다.
최근 천문학자 팀은 NASA의 허블 우주 망원경을 사용하여 자외선에서 FU Ori를 조사했다. 그들은 별의 표면과 강착 디스크 사이의 상호 작용을 더 잘 이해하고자 했다. 강착 디스크는 거의 90년 동안 별에 가스를 공급해 온 구조이다. 그들의 연구 결과에 따르면 별과 접촉하는 디스크의 안쪽 가장자리는 매우 뜨거워서 현재의 이론적 모델을 거부한다.
이러한 관측은 허블의 COS(Cosmic Origins Spectrograph)와 STIS(Space Telescope Imaging Spectrograph) 기구를 사용하여 이루어졌으며, FU Ori의 최초의 극자외선 및 새로운 근자외선 스펙트럼 데이터를 제공했다.
3.별의 강착 메커니즘 탐구
원래 별들 중에서 독특한 사례로 여겨졌던 FU Ori는 밝기가 극적으로 변하는 젊고 폭발적인 별의 한 종류입니다. 이러한 천체는 고전적 T Tauri 별의 하위 집합으로, 디스크와 주변 성운에서 물질을 모아서 쌓이는 새로 형성되는 별입니다. 고전적 T Tauri 별에서 디스크는 별의 자기장의 바깥쪽 압력에 의해 제한되기 때문에 별에 직접 닿지 않습니다.
그러나 FU Ori 천체 주변의 강착 디스크는 중심 별에 비해 엄청난 질량, 이중 동반 천체와의 상호 작용 또는 유입 물질로 인해 불안정성에 취약하다. 이러한 불안정성은 질량 강착 속도가 극적으로 변할 수 있음을 의미한다. 속도가 증가하면 별의 자기장과 디스크의 안쪽 가장자리 사이의 섬세한 균형이 깨져 물질이 더 가까이 이동하여 결국 별의 표면에 닿게 된다.
강화된 유입 속도와 별에 대한 강착 디스크의 근접성으로 인해 FU Ori 천체는 일반적인 T Tauri 별보다 훨씬 밝다. 사실, 폭발 중에 별 자체는 디스크에 의해 가려진다. 게다가 [3]디스크 물질은 별에 접근하면서 빠르게 궤도를 돌며, 별 표면의 회전 속도보다 훨씬 빠르다.] 즉, 디스크가 별에 충돌하고 물질이 느려지고 상당히 가열되는 영역이 있어야 한다.]
_[3】일반 물리현상에서 중력에 의한 물체의 궤도 원회전에서 속도, 그 속도에 초점을 맞추면 안쪽이 바깥보다 느리다. 그래서 디스크에 별에 충돌하고 느려지고 가열되어 강착원반이 된다.
3-1.
허블 데이터는 모델이 이전에 예측한 것보다 훨씬 더 뜨거운 충돌 영역을 나타냈다. FU Ori의 온도는 16,000 켈빈, 태양 표면 온도의 거의 3배이다. 그 뜨거운 온도는 이전 모델이 계산한 양의 거의 두 배입니다. 그것은 우리에게 그러한 온도의 도약을 어떻게 설명할 수 있는지 생각하도록 묘미를 만든다. 어허.
4.
이전 모델과 최근 허블 관측 결과 사이의 상당한 온도 차이를 해소하기 위해 연구팀은 FU Ori 내부 영역의 기하학에 대한 개정된 해석을 제시했다. 즉, 강착 디스크의 물질이 별에 접근하고 별 표면에 도달하면 뜨거운 충격파가 생성되면서 많은 양의 자외선이 방출된다는 것이다.
FU Ori 주변의 행성 생존
FU 오리의 급속한 성장 과정의 메커니즘을 이해하는 것은 행성 형성과 생존에 대한 아이디어와 더 광범위하게 연관된다.
허블 데이터를 기반으로 한 우리의 개정된 모델은 행성 진화에 대한 나쁜 소식은 아니지만, 엇갈린 측면이 있다. 행성이 형성될 때 디스크에서 멀리 떨어져 있다면, FU 오리 천체에서 나오는 폭발은 행성이 궁극적으로 물려받을 화학 물질 종류에 영향을 미칠 것이다.
5.
하지만 형성 중인 행성이 별에 매우 가까이 있다면, 약간 다른 이야기이다. 몇 번의 폭발 내에서 별에 매우 가까이 형성되고 있는 행성은 빠르게 안쪽으로 이동하여 결국 별과 합쳐질 수 있다. 그러한 별에 가까이 형성되고 있는 암석 행성은 잃거나 적어도 완전히 튀길 수 있다.
허블 UV 관측에 대한 추가 작업이 진행 중이다. 팀은 COS 스펙트럼에 존재하는 여러 원소의 다양한 스펙트럼 방출선을 신중하게 분석하고 있다. 이를 통해 내부 영역 내에서 유입 및 유출되는 가스의 운동학과 같은 FU Ori의 환경에 대한 추가 단서를 제공할 것이다.
이런 어린 별들 중 많은 수가 [5]극자외선 파장에서 분광학적으로 매우 풍부]하다. 허블은 그 크기와 파장 범위, 그리고 FU 오리의 행운의 상황이 결합되어, 우리는 이 매혹적인 별 유형의 엔진을 그 어느 때보다 더 깊이 들여다볼 수 있게 되었다.
_[5】허블이 분광학적 극자외선, x선, 라디오파 고주파들의 파장 데이타를 qpeoms처럼 확보한다면 우주에 다양한 현상을 마치 태양 주변들을 드려다 보듯 할 것이다. 어허.
mssoms
Note 2411250235 Source1. Analysis_【】
Hubble dark_energy.qms.qvixer Basic Data
1.
Unexpected heatwaves in stars: FU Oriones challenges astrophysical models
In 1936, the young star FU Orionis (FU Ori) dramatically brightened and became significantly brighter. Since then, its brightness has gradually faded. Initially thought to be an isolated case, FU Ori is now recognized as part of a rare group of young turbulent stars known as FU Ori objects, which are known for their sudden and extreme brightness increases.
To determine what causes these [1]dramatic outbursts], a team of astronomers studied FU Ori in the ultraviolet using NASA's Hubble Space Telescope. Their observations revealed surprising and groundbreaking details about the interaction between the star's surface and its surrounding accretion disk.
_[1]The bottom line is that these are events that occurred in the accretion disk. Based on the speed of the rotation, the disk and the object are at different speeds, which means that the heat waves and slowdowns are visible spectroscopically.
2.
Hubble Space Telescope Discovers Hot Details About Young Star FU Orionis
In 1936, astronomers observed a mysterious event in the constellation Orionis. The young star FU Orionis suddenly became 100 times brighter in just a few months. At its peak, FU Ori was 100 times as luminous as our Sun. However, unlike an exploding star, its brightness gradually faded over the decades.
Recently, a team of astronomers used NASA's Hubble Space Telescope to study FU Ori in ultraviolet light. They wanted to better understand the interaction between the surface of a star and its accretion disk, a structure that has been feeding gas to the star for nearly 90 years. Their results showed that the inner edge of the disk, where it contacts the star, is so hot that it defies current theoretical models.
These observations were made using Hubble's Cosmic Origins Spectrograph (COS) and Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) instruments, providing the first extreme ultraviolet and new near-ultraviolet spectral data for FU Ori.
3. Exploring the accretion mechanism of stars
Originally considered a unique case among stars, FU Ori is a type of young, explosive star whose brightness varies dramatically. These objects are a subset of classical T Tauri stars, newly forming stars that accumulate material from the disk and surrounding nebula. In classical T Tauri stars, the disk is constrained by the outward pressure of the star's magnetic field, so it does not directly touch the star.
However, the accretion disk around FU Ori objects is susceptible to instabilities due to its enormous mass relative to the central star, interactions with a double companion, or inflow of material. These instabilities imply that the rate of mass accretion can vary dramatically. As the velocity increases, the delicate balance between the star's magnetic field and the inner edge of the disk is disrupted, causing material to move closer and eventually hit the star's surface.
The enhanced inflow velocity and the proximity of the accretion disk to the star make FU Ori objects much brighter than typical T Tauri stars. In fact, the star itself is obscured by the disk during the outburst. Furthermore, [3] the disk material orbits the star rapidly as it approaches it, much faster than the rotational speed of the star's surface.] That means there must be a region where the disk collides with the star and the material slows down and heats up considerably.]
_[3] In general physics, if we focus on the speed of an object's orbital rotation due to gravity, the inner side is slower than the outer side. So the disk collides with the star, slows down, and heats up, forming an accretion disk.
3-1.
The Hubble data showed a much hotter impact region than models had previously predicted. FU Ori has a temperature of 16,000 Kelvin, nearly three times the temperature of the Sun's surface. That's nearly twice as hot as previous models had predicted. It makes us wonder how we might explain such a temperature jump. Oh, wow.
4.
To resolve the significant temperature gap between the previous model and the recent Hubble observations, the team proposed a revised interpretation of the geometry of the inner region of FU Ori. That is, as material from the accretion disk approaches the star and reaches the star’s surface, a hot shock wave is generated, releasing a lot of ultraviolet radiation.
Planetary survival around FU Ori
Understanding the mechanisms of FU Ori’s rapid growth process has broader implications for ideas about planetary formation and survival.
Our revised model, based on Hubble data, is not bad news for planetary evolution, but it does have a twist. If a planet is far from the disk when it forms, the bursts from the FU Ori object will affect the type of chemicals the planet will ultimately inherit.
5.
However, if the forming planet is very close to the star, it’s a slightly different story. Within a few bursts, a planet forming very close to the star can rapidly move inward, eventually merging with the star. Rocky planets forming close to such stars could be lost, or at least completely fried.
Further work on the Hubble UV observations is underway. The team is carefully analyzing the various spectral emission lines of the various elements present in the COS spectrum. This will provide additional clues about the environment of FU Ori, such as the dynamics of gas flowing in and out of the inner region.
Many of these young stars are [5]spectrically rich in the extreme ultraviolet wavelengths. The combination of Hubble's size and wavelength range, and the fortunate circumstances of FU Ori, will allow us to peer deeper into this fascinating stellar engine than ever before.
_[5]If Hubble could acquire spectroscopic data in the extreme ultraviolet, x-ray, and radio waves, like qpeoms, it would give us a glimpse into the universe as if we were looking around the Sun. Oh, my.
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