Математиката е проста: Star + Other star = По-голяма звезда.
Въпреки че концептуално това работи добре, не успява да вземе предвид изключително огромните разстояния между звездите. Дори в клъстери, където плътността на звездите е значително по-висока, отколкото в основния диск, броят на звездите на единица обем е толкова нисък, че сблъсъците трудно се разглеждат от астрономите. Разбира се, в един момент звездната плътност трябва да достигне точка, при която шансът за сблъсък стане статистически значим. Къде е тази съкратителна точка и има ли места, които всъщност могат да направят разрез?
В началото на разработването на модели на звездното образуване необходимостта от звездни сблъсъци за получаване на масивни звезди не беше добре ограничена. Ранните модели на формиране чрез аккреция намекнаха, че аккрецията може да е недостатъчна, но тъй като моделите стават по-сложни и преминават в триизмерни симулации, стана ясно, че сблъсъци просто не са били необходими за попълване на горния масов режим. Идеята изпадна в полза.
Има обаче две скорошни документи, които проучват възможността, въпреки че все още е рядко, може да има някои среди, в които има вероятност да възникнат сблъсъци. Основният механизъм, който помага в това, е схващането, че докато клъстерите преминават през междузвездната среда, те неизбежно ще поемат газ и прах, бавно се увеличават в масата. Това увеличаване на масата ще доведе до свиване на клъстера, увеличавайки звездната плътност. Проучванията предполагат, че за да бъде статистически значима вероятността от сблъсък, е необходим клъстер, който да достигне плътност от около 100 милиона звезди на кубичен парсек. (Имайте предвид, че парсекът е 3,26 светлинни години и е приблизително разстоянието между Слънцето и най-близката ни съседна звезда.)
В момента такава висока концентрация никога не е наблюдавана. Въпреки че част от това със сигурност се дължи на рядкостта на такива плътности, наблюдателните ограничения вероятно играят решаваща роля за затрудняването на откриването на такива системи. Ако се постигне толкова висока плътност, ще е необходимо изключително висока пространствена разделителна способност, за да се разграничат такива системи. Като такива, числените симулации на изключително плътни системи ще трябва да заменят директните наблюдения.
Въпреки че необходимата плътност е ясна, по-трудната тема е какви видове клъстери могат да отговарят на такива критерии. За да разследват това, екипите, писали последните документи, проведоха симулации в Монте Карло, в които можеха да променят броя на звездите. Този тип симулация по същество е модел на система, на която е разрешено да играе многократно напред с леко различни стартови конфигурации (като първоначалните позиции на звездите) и чрез осредняване на резултатите от многобройни симулации, приблизително разбиране на поведението на система е достигната. Първоначално разследване предполага, че такива плътности могат да бъдат достигнати в струпвания с по-малко от няколко хиляди звезди, при условие че натрупването на газ е достатъчно бързо (клъстерите са склонни да се разпръскват бавно при приливна ивица, което може да противодейства на този ефект при по-дълги времеви интервали). Въпреки това, използваният от тях модел съдържаше многобройни опростявания, тъй като разследването на осъществимостта на такива взаимодействия беше само предварително.
По-новото проучване, качено в arXiv вчера, включва по-реалистични параметри и открива, че общият брой звезди в клъстерите ще трябва да бъде по-близо до 30 000, преди сблъсъците да станат вероятни. Този екип също така предположи, че има повече условия, които трябва да бъдат изпълнени, включително темповете на изхвърляне на газ (тъй като не целият газ ще остане в клъстера, тъй като първият екип е приел за простота) и степента на масово разделение (по-тежки звезди потъват до централните и по-леките плуват навън и тъй като по-тежките са по-големи, това всъщност намалява плътността на числата, докато увеличава плътността на масата). Докато много кълбовидни клъстери могат лесно да изпълнят изискването на номер от звезди, тези други условия вероятно няма да бъдат изпълнени. Освен това кълбовидните клъстери прекарват малко време в райони на галактиката, в които е вероятно да срещнат достатъчно висока плътност на газа, за да позволят натрупването на достатъчна маса в необходимите времеви граници.
Но има ли струпвания, които биха могли да постигнат достатъчна плътност? Най-плътният галактически клъстер, известен е струпването на Arches. За съжаление този клъстер достига само скромните ~ 535 звезди на кубичен парсек, все още твърде нисък, за да направи голям брой сблъсъци вероятни. Въпреки това, едно изпълнение на симулационния код с условия, подобни на тези в клъстера Arches, предсказваше един сблъсък за ~ 2 милиона години.
Като цяло тези проучвания изглежда потвърждават, че ролята на сблъсъците при образуването на масивни звезди е малка. Както беше посочено по-рано, методите на аккреция отчитат широк спектър от звездни маси. И все пак в много млади клъстери, все още образуващи звезди, рядко астрономите намират звезди, които надхвърлят ~ 50 слънчеви маси. Второто изследване тази година предполага, че това наблюдение все още може да остави място за сблъсъци, които да играят някаква неочаквана роля.
(ЗАБЕЛЕЖКА: Въпреки че може да се предположи, че сблъсъците също могат да се считат за протичане като орбита на двоични звезди се разпада поради приливни взаимодействия, такива процеси обикновено се наричат „сливания“. Терминът „сблъсък“, използван в източника материали и тази статия се използва за означаване на сливането на две звезди, които не са гравитационно свързани.)
Източници:
