Звездное столкновение
Звездное столкновение – это сближение двух звезд. [1] вызвано динамикой звезд внутри звездного скопления , или распадом орбиты двойной звезды из-за потери звездной массы или гравитационного излучения , или другими механизмами, еще не до конца изученными.
Любые звезды во Вселенной могут столкнуться, независимо от того, являются ли они «живыми», то есть в звезде все еще активен синтез, или «мертвыми», когда синтез больше не происходит. Звезды- белые карлики , нейтронные звезды , черные дыры , звезды главной последовательности , звезды-гиганты и сверхгиганты очень различаются по типу, массе, температуре и радиусу и, соответственно, производят разные типы столкновений и остатков. [2]
Виды звездных столкновений и слияний
[ редактировать ]Слияния бинарных звезд
[ редактировать ]Около половины всех звезд на небе являются частью двойных систем, в которых две звезды вращаются вокруг друг друга. Некоторые двойные звезды вращаются вокруг друг друга настолько близко, что имеют одну и ту же атмосферу, что придает системе форму арахиса. Хотя большинство таких контактных бинарных систем стабильны, некоторые становятся нестабильными и либо выбрасывают одного партнера, либо в конечном итоге сливаются.
Астрономы предсказывают, что события такого типа происходят в шаровых скоплениях нашей галактики примерно раз в 10 000 лет. [2] 2 сентября 2008 года ученые впервые наблюдали слияние звезд в Скорпионе (названном V1309 Scorpii ), хотя в то время еще не было известно, что это результат звездного слияния. [3]
Сверхновые типа Ia
[ редактировать ]Белые карлики — это остатки звезд малой массы, которые, если они образуют двойную систему с другой звездой, могут вызвать крупные звездные взрывы, известные как сверхновые типа Ia. Обычный путь, по которому это происходит, заключается в том, что белый карлик извлекает материал из главной последовательности или звезды красного гиганта, чтобы сформировать аккреционный диск .
Гораздо реже сверхновая типа Ia возникает, когда два белых карлика вращаются близко друг к другу. [4] Излучение гравитационных волн заставляет пару двигаться по спирали внутрь. Когда они наконец сливаются, если их совокупная масса приближается к пределу Чандрасекара или превышает его , происходит воспламенение углерода , повышая температуру. Поскольку белый карлик состоит из выродившейся материи , не существует безопасного равновесия между тепловым давлением и весом вышележащих слоев звезды. Из-за этого реакции неуправляемого синтеза быстро нагревают внутреннюю часть объединенной звезды и распространяются, вызывая взрыв сверхновой . [4] За считанные секунды вся масса белого карлика выбрасывается в космос. [5]
Слияние нейтронных звезд
[ редактировать ]Слияния нейтронных звезд происходят аналогично редким сверхновым типа Ia, возникающим в результате слияния белых карликов. Когда две нейтронные звезды вращаются близко друг к другу, с течением времени они закручиваются внутрь из-за гравитационного излучения. Когда они встречаются, их слияние приводит к образованию либо более тяжелой нейтронной звезды, либо черной дыры, в зависимости от того, превышает ли масса остатка предел Толмана–Оппенгеймера–Волкова . Это создает магнитное поле, которое в триллионы раз сильнее, чем у Земли, за одну или две миллисекунды. Астрономы полагают, что события такого типа создают короткие гамма-всплески. [6] и килоновые . [7]
16 октября 2017 года сообщалось, что гравитационно -волновое событие , произошедшее 25 августа 2017 года GW170817 , было связано со слиянием двух нейтронных звезд в далекой галактике , что стало первым таким слиянием, наблюдаемым с помощью гравитационного излучения. [8] [9] [10] [11]
Объекты Торна – Житкова
[ редактировать ]Если нейтронная звезда сталкивается с красным гигантом достаточно низкой массы и плотности, предполагается, что в результате слияния образуется объект Торна-Житкова — гипотетический тип компактной звезды , содержащий нейтронную звезду, окутанную красным гигантом.
Формирование планет
[ редактировать ]Когда две звезды малой массы в двойной системе сливаются, масса может быть выброшена в орбитальную плоскость сливающихся звезд, создание диска выделения, из которого могут формироваться новые планеты. [12]
Открытие
[ редактировать ]Хотя концепция звездного столкновения существовала уже несколько поколений астрономов, только развитие новых технологий позволило ее более объективно изучить. скопление звезд, известное как Мессье 30 обнаружил Например, в 1764 году астроном Шарль Мессье . В двадцатом веке астрономы пришли к выводу, что возраст скопления составляет примерно 13 миллиардов лет. [13] позволил Космический телескоп Хаббла рассмотреть отдельные звезды Мессье 30. С помощью этой новой технологии астрономы обнаружили, что некоторые звезды, известные как голубые отставшие , кажутся моложе других звезд в скоплении. [13] Затем астрономы выдвинули гипотезу, что звезды могли «столкнуться» или «слиться», что дало им больше топлива, поэтому они продолжили синтез, в то время как другие звезды вокруг них начали гаснуть. [13]
Столкновения звезд и Солнечная система
[ редактировать ]Хотя столкновения звезд могут происходить очень часто в определенных частях галактики, вероятность столкновения с Солнцем очень мала. Расчет вероятности предсказывает, что частота столкновений звезд с участием Солнца составляет 1 из 10. 28 годы. [14] Для сравнения, возраст Вселенной порядка 10. 10 годы. Вероятность близких сближений с Солнцем также невелика. Ставка рассчитывается по формуле:
- Н ≈ 4,2 · Д 2 Мир −1
где N — количество встреч за миллион лет, происходящих в радиусе D Солнца, в парсеках . [15] Для сравнения: средний радиус орбиты Земли, 1 а.е. , составляет 4,82×10. −6 парсек .
На нашу звезду такое событие, скорее всего, не повлияет напрямую, потому что нет звездных скоплений, достаточно близких, чтобы вызвать такие взаимодействия. [14]
KIC 9832227 и слияния двойных звезд
[ редактировать ]Анализ затмений KIC 9832227 первоначально предполагал, что период ее обращения действительно сокращается. и что ядра двух звезд сольются в 2022 году. [16] [17] [18] [19] Однако последующий повторный анализ показал, что один из наборов данных, использованных в первоначальном прогнозе, содержал 12-часовую ошибку времени, что привело к ложному кажущемуся сокращению орбитального периода звезд. [20] [21] [22] [23]
Механизм слияния двойных звезд еще не до конца понятен и остается одним из основных направлений исследований KIC 9832227 и других контактных двойных систем.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Фред Лоуренс Уиппл (март 1939 г.), «Сверхновые и столкновения звезд», Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки , 25 (3): 118–25, Бибкод : 1939PNAS...25..118W , doi : 10.1073/pnas.25.3.118 , PMC 1077725 , PMID 16577876
- ^ Перейти обратно: а б Чанг, Кеннет (13 июня 2000 г.), «Две звезды сталкиваются; рождается новая звезда» , The New York Times , получено 14 ноября 2010 г.
- ^ Тайленда, Р.; Хайдук, М.; Каминский, Т.; и др. (11 апреля 2011 г.). «V1309 Скорпиона: слияние контактного двоичного файла». Астрономия и астрофизика . 528 : А114. arXiv : 1012.0163 . Бибкод : 2011A&A...528A.114T . дои : 10.1051/0004-6361/201016221 . S2CID 119234303 .
- ^ Перейти обратно: а б Гонсалес Эрнандес, JI; Руис-Лапоинт, П.; Табернеро, HM; Монтес, Д.; Канал, Р.; Мендес, Дж.; Бедин, Л.Л. (26 сентября 2012 г.). «Нет выживших эволюционировавших спутников прародителя SN 1006». Природа . 489 (7417): 533–536. arXiv : 1210.1948 . Бибкод : 2012Natur.489..533G . дои : 10.1038/nature11447 . hdl : 2445/127740 . ПМИД 23018963 . S2CID 4431391 .
- ^ Фридман, Роджер А., Роберт М. Геллер, Уильям Дж. Кауфманн III (2009). Вселенная, 9-е издание , стр.543-545. WH Freeman and Company, Нью-Йорк. ISBN 1-4292-3153-X
- ^ Россвог, Стефан (2013). «Астрофизика: Радиоактивное свечение как дымящийся пистолет» . Природа . 500 (7464): 535–6. Бибкод : 2013Natur.500..535R . дои : 10.1038/500535a . ПМИД 23985867 .
- ^ Мецгер, Б.Д.; Мартинес-Пинедо, Г.; Дарбха, С.; Кваерт, Э.; и др. (август 2010 г.). «Электромагнитные аналоги слияний компактных объектов, вызванных радиоактивным распадом ядер r-процесса». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 406 (4): 2650. arXiv : 1001.5029 . Бибкод : 2010МНРАС.406.2650М . дои : 10.1111/j.1365-2966.2010.16864.x . S2CID 118863104 .
- ^ Овербай, Деннис (16 октября 2017 г.), «LIGO впервые обнаруживает жестокое столкновение нейтронных звезд» , The New York Times
- ^ Кастельвекки, Давиде (25 августа 2017 г.). «Ходят слухи о новом виде наблюдения гравитационных волн» . Природа . дои : 10.1038/nature.2017.22482 . Проверено 27 августа 2017 г.
- ^ Сокол, Джоша (25 августа 2017 г.). «Что происходит, когда сталкиваются две нейтронные звезды?» . Проводной . Проверено 27 августа 2017 г.
- ^ Дрейк, Надя (25 августа 2017 г.). «Странные звезды сморщили пространство-время? Получите факты» . Нэшнл Географик . Архивировано из оригинала 27 августа 2017 года . Проверено 27 августа 2017 г.
- ^ Мартин, Эл.; Спрут, ХК; Тата, Р. (2011). «Происхождение бинарного слияния раздутых планет горячего Юпитера». Астрономия и астрофизика . 535 : А50. arXiv : 1102.3336 . Бибкод : 2011A&A...535A..50M . дои : 10.1051/0004-6361/201116907 . S2CID 118473108 .
- ^ Перейти обратно: а б с «Столкновения звезд и вампиризм придают голубым отставшим звездам« космическую реконструкцию »» , Asian News International , 29 декабря 2009 г.
- ^ Перейти обратно: а б Лучентини, Джек (1 июня 2000 г.). «Исследователи представили первое доказательство столкновения звезд» . Space.com . Архивировано из оригинала 19 апреля 2004 года . Проверено 15 января 2014 г.
По одним расчетам, Солнце, скорее всего, испытает один крах за 10 000 триллионов триллионов лет (это 28 нулей), и оно сгорит само по себе гораздо раньше.
- ^ Гарсиа-Санчес, Дж.; и др. (24 августа 1998 г.), «Возмущение облака Оорта при близких звездных сближениях», Динамика астероидов и комет , Татрауска-Ломница, Словацкая Республика, hdl : 2014/19368
{{citation}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ) - ^ Молнар, Лоуренс А.; Норт, Дэниел М. Ван; Кинемучи, Карен; Смолинский, Джейсон П.; Александр, Кара Э.; Кук, Эван М.; Чан, Бёнчан; Кобулницкий, Генри А.; Спедден, Кристофер Дж. (2017). вспышки Красной Новой в KIC " Прогнозирование Астрофизический журнал . 840 (1): 1. arXiv : 1704.05502 . Бибкод : 2017ApJ...840.... 1M дои : 10.3847/1538–4357/aa6ba7 . ISSN 0004-637X . S2CID 118970956 .
- ^ Кинемучи, Карен (1 октября 2013 г.). «Пульсировать или затмиться? Статус переменной звезды KIC 9832227». arXiv : 1310.0544 [ астро-ф.SR ].
- ^ Берд, Дебора (6 января 2017 г.). «Звезда предсказала взрыв в 2022 году» . ЗемляНебо . ЗемляСкай Коммуникейшнс . Проверено 6 января 2017 г.
- ^ «Сталкивающиеся звезды осветят ночное небо в 2022 году» . Наука . 1 мая 2017 года . Проверено 7 января 2017 г.
- ^ Мольнар, Лоуренс А. (7 сентября 2018 г.). «Дополнительный материал к пресс-релизу Колледжа Кальвина «Команда исследователей бросает вызов смелому астрономическому предсказанию», 7 сентября 2018 г.» . Calvin.edu . Проверено 8 сентября 2018 г.
- ^ Кучински, Мэтт (7 сентября 2018 г.). «Команда исследователей бросает вызов смелому астрономическому предсказанию» . Calvin.edu . Проверено 8 сентября 2018 г.
- ^ Социа, Квентин Дж.; Уэлш, Уильям Ф.; Шорт, Дональд Р.; Орос, Джером А.; Анджионе, Рональд Дж.; Виндмиллер, Гур; Колдуэлл, Дуглас А.; Баталья, Натали М. (11 сентября 2018 г.). «KIC 9832227: Использование данных о Вулкане, чтобы опровергнуть прогноз о слиянии Красной новой в 2022 году» . Письма астрофизического журнала . 864 (2): Л32. arXiv : 1809.02771 . Бибкод : 2018ApJ...864L..32S . дои : 10.3847/2041-8213/aadc0d . S2CID 56134618 .
- ^ Паркс, Джейк (7 сентября 2018 г.). «Две звезды НЕ сольются и не взорвутся красной яростью в 2022 году» . astronomy.com .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- «Пау Амаро Сеоане МОДЕСТНАЯ рабочая группа 4 «Звездные столкновения» » . Проверено 20 мая 2013 г.
