Трёхмерные газодинамические моделирования вспышки звезды типа FU Ori в рамках модели облачной аккреции


11.09.2023 г.


На сегодняшний день известно несколько десятков звёзд, которые пережили событие, которое привело к увеличению их светимости в сотни раз. Класс таких объектов назван фуоры (FUOR) в честь первой открытой звезды подобного типа FU Orionis. На сегодняшний день общепринято, что резкий скачок светимости звезды связан с существенным увеличением темпа падения вещества протопланетного диска на звезду.

Одна из ранних гипотез о происхождении таких вспышек объясняет их падением газовых сгустков из остатков протозвёздных облаков на протопланетные диски, окружающие молодые звёзды. В совместной статье учёных Крымской астрофизической обсерватории РАН и Главной (Пулковской) астрономической обсерватории РАН впервые выполнено газодинамическое моделирование данного явления. Расчёты показали, что падение сгустка на диск в окрестностях звезды действительно вызывает существенный рост количества вещества, падающего на звезду, а темп падения напоминает по своим характеристикам вспышки известных фуоров (Рис. 1).

В районе падения образуется неоднородное газовое кольцо, наклоненное относительно внешнего диска. В течение нескольких оборотов вокруг звезды такое кольцо соединяется с внутренним диском и образует наклонный диск. В ходе эволюции внутренний диск расширяется, а его наклон относительно внешнего диска уменьшается. Этот результат представляет интерес в связи с открытием в последние годы протопланетных дисков, внутренняя область которых наклонена относительно внешней. Такие структуры обычно связывают с существованием вблизи звезды массивного тела (планеты или коричневого карлика), орбита которого наклонена относительно плоскости диска. Результаты данного моделирования указывают на возможность альтернативного объяснения этого явления.

  
Рис. 1. Отношение величины темпа падения вещества на звезду к ее невозмущенному значения в начальный момент времени. Время по оси абсцисс указано в годах.


Работа опубликована:
Three-dimensional SPH Simulations of FU Orionis Star Flares in the Clumpy Accretion Model
The Astrophysical Journal, 953:38 (9pp), 2023 August 10
T. V. Demidova and V. P. Grinin
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/acdf5f/pdf