年轻的明星FU Orionis可能暗示着行星的形成

这位画家的概念说明了自1936年首次爆发以来，爆发型恒星FU Orionis的亮度如何一直逐渐消失。星形与周围的物质圆盘合照。研究人员发现，从2004年（左）到2016年（右），它在短红外波长下的亮度降低了约13％。

通过将两个以12年为间隔的望远镜收集的数据相结合，天文学家能够获得有关FU Orionis的独特视角。

1936年，年轻的恒星FU Orionis突然从周围的气体和尘埃盘中吞噬出物质，突然变得狂暴。在为期三个月的狂饮期间，由于物质转化为能量，恒星变得更加明亮100倍，将其周围的磁盘加热到高达12,000华氏度（7,000开尔文）的温度。FU Orionis至今仍在吞食汽油，尽管没有那么快。

这种增亮是同类事件中最极端的事件，已经在太阳大小的恒星周围得到证实，并且可能对恒星和行星的形成有影响。恒星周围圆盘的强烈烘烤可能改变了它的化学性质，永久改变了可能有一天变成行星的物质。

马里兰州巴尔的摩太空望远镜科学研究所的项目科学家乔尔·格林说：“通过研究FU Orionis，我们已经看到了太阳系的绝对婴儿年。”“我们自己的太阳可能经历了类似的增亮，这将是太阳系中地球和其他行星形成过程中的关键一步。”

观测到的福里奥猎户座FU（离猎户座星座距离地球约1,500光年）向天文学家表明，这颗恒星的极端亮度在1936年爆发后就开始缓慢消失。但是格林和他的同事们想更多地了解恒星与周围盘之间的关系。星星还在继续吗？它的成分在变化吗？恒星的亮度何时会恢复到爆发前的水平？

为了回答这些问题，科学家需要观察恒星在红外波长下的亮度，该波长比人眼所能看到的更长，并且可以提供温度测量结果。

格林和他的小组将2016年使用平流层红外天文观测台（SOFIA）获得的红外数据与NASA的Spitzer太空望远镜在2004年进行的观测进行了比较。SOFIA是世界上最大的机载天文台，由NASA和德国航空航天中心联合运营，可提供Spitzer不再能达到的波长的观测结果。SOFIA数据是使用FORCAST仪器（用于SOFIA望远镜的模糊物体红外摄像机）获取的。

格林说：“通过结合在12年间隔内收集的两架望远镜的数据，我们能够对恒星随时间的行为获得独特的见解。”他于本周在圣地亚哥举行的美国天文学会会议上介绍了结果。

利用这些红外观测和其他历史数据，研究人员发现FU Orionis在最初的提亮事件发生后仍继续进行鸦片零食：在过去的80年中，这颗恒星已经吃掉了18颗木星。

SOFIA提供的最新测量结果告知研究人员，自Spitzer观测以来的12年间，来自FU Orionis系统的可见光和红外光能量总量下降了约13％。研究人员确定，这种下降是由短红外波长的恒星变暗引起的，而不是较长波长的恒星变暗引起的。这意味着最多有13％的磁盘最热的材料消失了，而较冷的材料则保持不变。

格林说：“最热的气体减少意味着恒星正在吞噬盘的最内层，但是在过去的12年中，盘的其余部分基本上没有变化。”“这个结果与计算机模型是一致的，但是我们第一次能够通过观察来证实这一理论。”

天文学家部分地基于新的结果预测，FU Orionis将会在接下来的数百年内耗尽热物质，然后再进行加热。届时，这颗恒星将恢复到1936年剧烈的变亮事件之前的状态。科学家们不确定这颗恒星以前是什么样子，或者是什么引起了摄食狂。

格林说：“落入恒星的物质就像是软管的水一样，慢慢被挤压掉了。”“最终水将停止。”

如果我们的太阳像FU Orionis一样在1936年发生了增亮事件，这可以解释为什么某些元素在火星上比地球上更丰富。突然的100倍增亮会改变靠近恒星的物质的化学成分，但离恒星的距离不会太大。由于火星远离太阳形成，因此其构成材料不会像地球那样受热。

FU Orionis已有数十万年历史，是典型的恒星生命中的蹒跚学步者。自1936年以来80年来的变亮和褪色仅占恒星生命的一小部分，但这些变化恰巧发生在天文学家可以观察到的时候。

位于帕萨迪纳市Caltech的红外处理和分析中心（IPAC）的合著者和研究科学家Luisa Rebull说：“整个原行星盘能够在如此短的时间内在人类生命周期内发生变化，真是令人惊讶。加利福尼亚。

格林计划利用NASA的James Webb太空望远镜对FU Orionis的进食现象进行深入了解，该望远镜将于2018年发射升空。SOFIA拥有中红外高分辨率光谱仪和远红外科学仪器，可补充Webb计划中的近红外和中红外功能。斯皮策有望在2019年初继续在红外光中探索宇宙，并进行开创性的科学调查。

纸：（印刷中）FU Orionis磁盘的演变