Astronomen hebben een jonge ster ontdekt die een zeldzame groeispurt ondergaat, waardoor ze een fascinerende blik werpen op de ontwikkeling van deze verre stellaire objecten.

Een team van internationale onderzoekers, waaronder experts van de afdeling Natuur- en Sterrenkunde van de Universiteit van Exeter, een zeldzame steruitbarsting op een pas ontdekte ster hebben waargenomen, genaamd Gaia 17bpi.

Gaia 17bpi behoort tot een groep sterren die bekend staat als FU Ori's, genoemd naar het oorspronkelijke lid van de groep, FU Orionis gevonden in het sterrenbeeld Orion.

Typisch deze FU Ori-sterren, die minder dan een paar miljoen jaar oud zijn, zijn verborgen achter dikke stofwolken en zijn daarom moeilijk waar te nemen.

Echter, het onderzoeksteam zag dat de ster een dramatische evolutiefase doormaakte, waarbij rondwervelende materie op de ster valt, en zo zijn massa opzwellen. Het team was in staat om deze stellaire uitbarsting te zien door zowel infrarood als zichtbaar licht.

Gaia 17bpi is pas het 25e lid van de FU Ori-klasse die tot nu toe is gevonden, en een van de slechts ongeveer een dozijn die op heterdaad betrapt werden tijdens een uitbarsting.

Het onderzoek is gepubliceerd in Het astrofysische tijdschrift .

Professor Tim Naylor, van Exeter's Astrophysics-groep en co-auteur van de studie zei:"Het heeft veel geduld en zorgvuldige selectie van gegevens gekost om deze ster te ontdekken, maar toen we eenmaal beseften wat er aan de hand was, heeft het de verwachtingen overtroffen.

"Het geeft ons ook inzicht in gebeurtenissen die mogelijk hebben plaatsgevonden toen de planeten in ons eigen zonnestelsel zich begonnen te vormen uit een schijf van materiaal rond de zon."

Gaia 17bpi werd voor het eerst gespot door de Gaia-satelliet van de European Space Agency, die continu de lucht scant en nauwkeurige metingen doet van sterren in zichtbaar licht. Als Gaia een verandering in de helderheid van een ster ziet, er gaat een waarschuwing uit naar de astronomiegemeenschap.

Exeter afgestudeerde student, en co-auteur van de studie Sam Morrell was de eerste die opmerkte dat de ster helderder was geworden. Medeleden van het onderzoeksteam namen de ontdekking verder, en ontdekte dat de opheldering van de ster onafhankelijk was vastgelegd in infrarood licht door NASA's op asteroïden jagende NEOWISE-satelliet op hetzelfde moment dat Gaia hem zag, evenals anderhalf jaar eerder.

NASA's Spitzer-ruimtetelescoop met infrarooddetectie was in 2014 ook twee keer getuige van het begin van de ophelderingsfase van de ster, de onderzoekers een schat aan infraroodgegevens geven.

"Deze FU Ori-gebeurtenissen zijn buitengewoon belangrijk in ons huidige begrip van het proces van stervorming, maar zijn bijna mythisch gebleven omdat ze zo moeilijk te observeren waren, " zegt Lynne Hillenbrand, hoogleraar sterrenkunde aan Caltech en hoofdauteur van een nieuw rapport. "Dit is eigenlijk de eerste keer dat we ooit een van deze gebeurtenissen hebben gezien, zowel in optisch als in infrarood licht, en deze gegevens hebben ons in staat gesteld de beweging van materiaal door de schijf en op de ster in kaart te brengen."

De nieuwe bevindingen werpen licht op enkele van de al lang bestaande mysteries rond de evolutie van jonge sterren, inclusief hoe een ster al zijn massa verwerft. Theoretici geloven dat FU Ori-gebeurtenissen - waarbij massa van de schijf op de ster wordt gedumpt over een totale periode van ongeveer 100 jaar - het raadsel kunnen helpen oplossen.

De nieuwe studie laat zien, met de meeste details tot nu toe, hoe materiaal beweegt vanuit het middenbereik van een schijf, in een gebied rond één astronomische eenheid - de afstand tussen de aarde en de zon - van de ster, naar de ster zelf.

NEOWISE en Spitzer waren de eersten die tekenen van ophoping van materiaal in het midden van de schijf oppikten. Toen het materiaal zich begon op te hopen in de schijf, het werd warmer, infrarood licht afgeven. Vervolgens, toen dit materiaal op de ster viel, het warmde nog meer op, zichtbaar licht afgeven, dat is wat Gaia ontdekte.

"Terwijl de primaire missie van NEOWISE het detecteren van nabije objecten in het zonnestelsel is, het beeldt ook alle sterren en sterrenstelsels op de achtergrond af terwijl het om de zes maanden door de lucht raast, " zegt co-auteur Roc Cutri, hoofdwetenschapper voor het NEOWISE Data Center bij IPAC, een astronomie- en datacenter bij Caltech. "NEOWISE onderzoekt al vijf jaar op deze manier, dus het is zeer effectief voor het detecteren van veranderingen in de helderheid van objecten."

Carlos Contreras, een postdoctoraal onderzoeker van de Universiteit van Exeter en co-auteur van de studie voegde toe:"De uitbarstingen van het FU Ori-type kunnen ook een impact hebben op de vroege vorming en evolutie van de planeten die zich vormen in de schijven rond jonge sterren.

De ontdekking van Gaia 17bpi was het bijproduct van een Exeter-programma dat een grote steekproef van jonge sterren heeft gevolgd met behulp van de gegevens van de Gaia-satelliet, om de frequentie van de FU Ori-gebeurtenissen tijdens de planeetvormingsfase te meten."

De onderzoekers gebruikten het W.M. Keck Observatory en Caltech's Palomar Observatory om de FU Ori-aard van de pas ontdekte ster te helpen bevestigen. zegt Hillenbrand, "Je kunt Gaia zien als het ontdekken van de eerste plaats delict, terwijl Keck en Palomar ons op het rokende pistool wezen."