Столкновение звёзд — процесс, при котором две звезды приближаются друг к другу и под действием силы тяжести сливаются в один объект большего размера[1]. По расчётам астрономов, такие события происходят в шаровых скоплениях нашей Галактики примерно раз в 10 тыс. лет[2]. Только недавно учёные смогли наблюдать столкновение звёзд[3]. Серия звёздных столкновений внутри плотного скопления за короткий период времени может привести к возникновению чёрной дыры[4].
Любая звезда во Вселенной может столкнуться с другой звездой, независимо от того, она ещё «живая» (процессы термоядерного синтеза все ещё происходят в ядре) или уже «мертва» (процессы синтеза уже исчерпали себя). Такими объектами могут быть: белые карлики, нейтронные звезды, чёрные дыры, звезды главной последовательности, гиганты и сверхгиганты. Разница в типах звёзд, в их массе, температуре и радиусе приводит к различным типам столкновений или слияний[2].
Белые карлики — это остатки маломассивных звёзд. Если белый карлик входит в состав двойной системы, то в результате аккреции он может перетаскивать вещество с звезды-спутника (это может быть как красный гигант, так и звезда главной последовательности). Таким образом, масса белого карлика может превысить предел Чандрасекара, что приводит к его гравитационному коллапсу и к последующему взрыву сверхновой типа Ia. Однако когда два белых карлика обращаются друг вокруг друга на близких орбитах[5], эмиссия гравитационных волн уменьшает момент импульса системы и заставляет звёзды приближаться друг к другу по спирали. Если во время их слияния суммарная масса превышает предел Чандрасекара, то ни тепловое давление, ни даже давление вырожденного электронного газа не в состоянии уравновесить гравитацию, и происходит гравитационный коллапс. Он приводит к увеличению плотности и температуры в недрах и началу ядерных реакций горения углерода, в результате чего температура повышается ещё больше. Повышение температуры ускоряет ход ядерных реакций, но не приводит к увеличению давления и расширения звезды, поскольку вещество в белых карликах находится в вырожденном состоянии. Процесс приобретает цепной характер. Разгонная реакция ядерного синтеза быстро нагревает внутреннюю часть комбинированной звезды, и это приводит к взрыву сверхновой[5]. В течение нескольких секунд всё вещество звезды разлетается по сторонам[6].
Столкновения нейтронных звёзд происходит по сценарию, напоминающему столкновение белых карликов. Когда две нейтронные звезды вращаются вокруг друг друга, они начинают приближаться друг к другу по спирали. Если их общая масса превышает предел Оппенгеймера — Волкова, то такое столкновение приводит к образованию чёрной дыры. В течение 1-2 тысячных долей секунды возникает магнитное поле, которое в триллионы раз превышает магнитное поле Земли. Астрономы предполагают, что именно это событие приводит к возникновению определённого рода гамма-вспышек[7].