|
Как образуются тесные двойные звёзды
|
|
|
|
Наше Солнце несколько выделяется из общей звёздной популяции. Обычно мы представляем звёзды как одиночных странников по галактике. Но примерно половина солнцеподобных звёзд имеют более одной звезды-компаньона. Если их две, это называется «двойной» системой, но во многих случаях звёзд ещё больше, и все они связаны гравитацией.
|
|
|
|
Астрономы долго спорили о причинах этого явления, и новая статья, доступная в виде препринта на arXiv, написанная Райаном Спонзилли, аспирантом Иллинойского университета, выдвигает аргумент в пользу механизма, известного как фрагментация диска.
|
|
|
|
Фрагментация диска — одна из двух конкурирующих теорий образования тесных компаньонов. В этом сценарии единый массивный диск из газа и пыли, окружающий новорождённую звезду, становится нестабильным и распадается. В конечном итоге он сливается с другой звездой, расположенной прямо по соседству. Для исследования крайне важно, что, поскольку эти звезды образовались из одного и того же вращающегося диска, их оси вращения должны быть выровнены.
|
|
|
|
Вторая теория известна как турбулентная фрагментация с последующей внутренней миграцией. В этом сценарии турбулентность в одном и том же облаке приводит к его распаду на два широко разнесенных скопления, которые затем образуют собственные звезды.
|
|
|
|
В течение десятков тысяч лет две звезды сближаются посредством сложных гравитационных взаимодействий, в конечном итоге образуя двойную систему. Критически важно, что, поскольку они образовались в результате отдельных хаотических процессов, их конечные вращения и орбиты должны быть ориентированы случайным образом.
|
|
|
|
|
|
|
Чтобы определить, какой метод был доминирующим способом формирования двойных систем, исследователи изучили 51 молодую двойную систему. Поскольку эти молодые звезды окружены газовыми и пылевыми оболочками, мы не можем непосредственно наблюдать их вращение. Но мы можем измерить ориентацию потоков газа, которые устремляются от их полюсов.
|
|
|
|
Для этого потребовались данные с Атакамской большой миллиметровой антенной решетки (ALMA), которые отслеживали присутствие монооксида углерода в этих струях. Это позволило команде использовать выбросы в качестве индикатора углового момента системы — если струи извергаются параллельно (и перпендикулярно линии между двумя звездами), то они вращаются синхронно, что подтверждает теорию фрагментации диска.
|
|
|
|
Однако, если бы они были направлены в, казалось бы, случайных направлениях, это стало бы убедительным доказательством теории турбулентной фрагментации.
|
|
|
|
В своем анализе они убедительно подтвердили теорию фрагментации диска. Они обнаружили 42 выброса в 51 двойной паре, в 38 системах.
|
|
|
|
После статистического моделирования они обнаружили сценарий, указывающий на то, что около 94% выбросов были по своей сути «ортогональны» плоскости между двумя звездами. Как выразились авторы: «На основе этого анализа мы предполагаем, что фрагментация диска является доминирующим путем формирования протозвездных систем с близкими компаньонами».
|
|
|
|
Кажется, это довольно однозначно, но можно привести аргументы и в пользу другой точки зрения. Что если, пока турбулентные двойные системы медленно мигрируют навстречу друг другу, их вращения также постепенно начинают выравниваться?
|
|
|
|
По мнению авторов, вероятность этого практически равна нулю — само по себе большое количество таких выровненных струй убедительно указывает на формирование звезд на месте, а не на миграцию двух звезд.
|
|
|
|
Это исследование не просто решает загадку рождения звезд. Оно также помогает заложить основу для нашего понимания орбитальной механики ранних звездных систем. И, что, возможно, еще важнее, расширяет наше понимание того, как эта орбитальная механика влияет на планетные системы, которые в конечном итоге сформируются в этих общих звездных системах.
|
|
|
|
Источник
|
