Matematika je jednostavna: Star + Other star = Veća zvijezda.
Iako konceptualno to dobro funkcionira, on ne uzima u obzir izuzetno velike udaljenosti između zvijezda. Čak i u grozdovima, gdje je gustoća zvijezda značajno veća nego u glavnom disku, broj zvijezda po jedinici volumena je toliko nizak da astronomi jedva uzimaju u obzir sudare. Naravno, u jednom trenutku zvjezdana gustoća mora doseći točku u kojoj šansa za sudar postaje statistički značajna. Gdje je ta tipna točka i postoje li lokacije koja bi zapravo mogla rezat?
Rano u razvoju modela zvjezdanih formacija, nužnost sudaranja zvijezda za stvaranje masivnih zvijezda nije bila dovoljno ograničena. Rani modeli formiranja pomoću izraslina nagovještavali su da akrekcija može biti nedovoljna, ali kako su modeli postajali složeniji i prelazili u trodimenzionalne simulacije, postalo je očito da sudari jednostavno nisu potrebni za naseljavanje gornjeg režima masa. Pojam je propao.
Međutim, postojala su dva nedavna rada koji su istraživali mogućnost da, iako je još uvijek rijetkost, postoji neko okruženje u kojem će se vjerojatno dogoditi sudari. Primarni mehanizam koji pomaže u tome je ideja da, dok klasteri proguraju međuzvjezdani medij, oni će neminovno skupljati plin i prašinu, polako se povećavaju u masi. Ovo povećanje mase uzrokovat će da se grozd smanji, povećavajući zvjezdanu gustoću. Studije sugeriraju da bi, kako bi vjerojatnost sudara bila statistički značajna, bio potreban klaster koji bi dosegao gustoću od otprilike 100 milijuna zvijezda po kubičnom parseksu. (Imajte na umu, parsec je 3,26 svjetlosnih godina i otprilike je udaljenost između sunca i naše najbliže susjedne zvijezde.)
Trenutno, takva visoka koncentracija nikada nije primijećena. Iako je dio toga svakako posljedica rijetkosti takvih gustoća, promatračka ograničenja vjerojatno igraju presudnu ulogu u otežavanju otkrivanja takvih sustava. Da bi se postigla tako velika gustoća, bilo bi potrebno izuzetno visoko prostorno razlučivanje da bi se razlikovali takvi sustavi. Kao takva, numeričke simulacije izuzetno gustih sustava morat će zamijeniti izravna opažanja.
Iako je potrebna gustoća izravna, još je teža tema koja vrsta klastera može ispuniti takve kriterije. Kako bi istražili to, timovi koji su napisali nedavne radove proveli su simulacije Monte Carla u kojima su mogli mijenjati broj zvijezda. Ova vrsta simulacije u osnovi je model sustava kojem je dopušteno da se ponavlja više puta prema naprijed s nešto drugačijim početnim konfiguracijama (kao što su početni položaji zvijezda) i usporedbom rezultata brojnih simulacija, približnom razumijevanju ponašanja sustav je postignut. Početno istraživanje sugeriralo je da bi se takva gustina mogla doseći u klasterima sa samo nekoliko tisuća zvijezda pod uvjetom da je akumulacija plina bila dovoljno brza (klasteri imaju tendenciju sporog širenja pod plimovanjem plime, što može utjecati na dulji vremenski razmak). Međutim, model koji su koristili sadržavao je brojna pojednostavljenja jer je istraga izvedivosti takvih interakcija bila samo preliminarna.
Novija studija, koju je jučer učitala u arXiv, uključuje realnije parametre i otkriva da bi ukupni broj zvijezda u klasterima trebao biti bliži 30 000 prije nego što sudari postanu vjerojatni. Ovaj je tim također sugerirao da treba biti više uvjeta koje bi trebalo ispuniti, uključujući stope izbacivanja plina (budući da ne bi sav plin ostao u klasteru kao što je prvi tim pretpostavio zbog jednostavnosti) i stupanj masovne segregacije (teže zvijezde potonu u središnji i lakši plutaju prema van, a budući da su teži i veći, to smanjuje gustoću broja uz povećanje gustoće mase). Iako mnogi globularni klasteri lako mogu udovoljiti zahtjevima broj zvijezda, ovi drugi uvjeti vjerojatno neće biti ispunjeni. Nadalje, globularni klasteri provode malo vremena u regijama galaksije u kojima će vjerojatno naići na dovoljno velike gustoće plina da bi se omogućilo nakupljanje dovoljne mase u potrebnim vremenskim razmacima.
Ali postoje li grozdovi koji bi mogli postići dovoljnu gustoću? Najgušća galaktička skupina poznata je skupina Arches. Nažalost, ovaj klaster doseže tek skromnih ~ 535 zvijezda po kubičnom parseksu, još uvijek prenisko da bi mogao doći do velikog broja sudara. Međutim, jedno pokretanje simulacijskog koda s uvjetima sličnim onima u grupi Arches predviđalo je jedan sudar u ~ 2 milijuna godina.
Sve u svemu, čini se da ove studije potvrđuju da je uloga sudara u stvaranju masivnih zvijezda mala. Kao što je prethodno istaknuto, čini se da metode akrekcije odražavaju širok raspon zvjezdanih masa. Ipak, u mnogim mladim grozdovima, koji još formiraju zvijezde, rijetko astronomi pronalaze zvijezde veće od ~ 50 solarnih masa. Druga ovogodišnja studija sugerira da ovo promatranje možda ostavlja prostor za sudare koji bi mogli igrati neočekivanu ulogu.
(NAPOMENA: Iako se može sugerirati da se sudara također može smatrati kao da orbita binarnih zvijezda propada zbog interakcija plime i oseke, takvi se procesi uglavnom nazivaju "spajanje". Izraz "sudar" kako se koristi u izvoru materijali i ovaj se članak koristi za označavanje spajanja dviju zvijezda koje nisu gravitacijski vezane.)
izvori:
