Из Википедии, свободной энциклопедии
  (Перенаправлен из Stellar merger )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Моделирование столкновения двух нейтронных звезд

Звездные столкновения являются сближение двух звезд [1] , вызванных звездной динамикой внутри звездного скопления , или с помощью орбитального распада двойной звезды из - за звездную потерю массы или гравитационного излучение , или с помощью других механизмов , пока еще недостаточно хорошо изучен.

Астрономы предсказывают , что события этого типа встречаются в шаровых скоплениях в нашей галактике примерно раз в 10000 лет. [2] 2 сентября 2008 года ученые впервые наблюдали слияние звезд в Скорпионе (названном V1309 Scorpii ), хотя в то время не было известно, что это было результатом слияния звезд. [3]

Любые звезды во Вселенной могут столкнуться, независимо от того, являются ли они «живыми», что означает, что термоядерный синтез все еще активен в звезде, или «мертвыми», когда термоядерный синтез больше не происходит. Белые карликовые звезды, нейтронные звезды , черные дыры , звезды главной последовательности , гигантские звезды и сверхгиганты сильно отличаются по типу, массы, температуры и радиуса, и так реагируют по- разному. [2]

Гравитационная волна событие , которое произошло 25 августа 2017, GW170817 , сообщила 16 октября 2017 года, связано с объединением двух нейтронных звезд в далекой галактике , первое такое слияние будет наблюдаться с помощью гравитационного излучения. [4] [5] [6] [7]

Типы звездных столкновений и слияний [ править ]

Сверхновая типа Ia [ править ]

Белые карлики - это остатки маломассивных звезд, и, если они образуют двойную систему с другой звездой, они могут вызвать большие звездные взрывы, известные как сверхновые типа Ia . Обычно это происходит, когда белый карлик отбирает материал от звезды главной последовательности или красной гигантской звезды, чтобы сформировать аккреционный диск . Гораздо реже сверхновая типа Ia возникает, когда два белых карлика вращаются вокруг друг друга. [8] Излучение гравитационных волн заставляет пару вращаться по спирали внутрь. Когда они, наконец, сливаются, если их совокупная масса приближается к пределу Чандрасекара или превышает его , синтез углеродавоспламеняется, повышая температуру. Поскольку белый карлик состоит из вырожденного вещества , нет 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 . [8] В считанные секунды вся масса белого карлика выбрасывается в космос. [9]

Слияние нейтронных звезд [ править ]

Основная статья: слияние нейтронных звезд

Слияние нейтронных звезд происходит аналогично редким сверхновым типа Ia, возникающим в результате слияния белых карликов. Когда две нейтронные звезды вращаются вокруг друг друга, они со временем вращаются по спирали 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 считают, что именно этот тип событий создает короткие гамма-всплески [10] и килоновые звезды . [11]

Объекты Торна – Житкова [ править ]

Основная статья: Объект Торн – Житков

Если нейтронная звезда сталкивается с красным гигантом достаточно низкой массы и плотности, оба могут выжить в виде своеобразного гибрида, известного как объект Торна – Житкова , с нейтронной звездой, окруженной красным гигантом.

Бинарные слияния звезд [ править ]

Основная статья: KIC 9832227

Около половины всех звезд на небе являются частью двойных систем, в которых две звезды вращаются вокруг друг друга. Некоторые двойные звезды вращаются так близко друг к другу, что находятся в одной атмосфере, придавая системе арахисовую форму. В то время как большинство контактных двойных звезд стабильны, некоторые из них стали нестабильными и слились в прошлом по причинам, не совсем понятным (см. Соответствующий раздел ниже).

Формирование планет [ править ]

Когда две маломассивные звезды в двойной системе сливаются, масса может теряться в плоскости орбиты сливающихся звезд, создавая диск выделения, из которого могут образовываться новые планеты. [12]

Открытие [ править ]

Хотя концепция столкновения звезд существует на протяжении нескольких поколений астрономов, только развитие новых технологий сделало возможным ее более объективное изучение. Например, в 1764 году астроном Шарль Мессье открыл звездное скопление, известное как Мессье 30 . В двадцатом веке астрономы пришли к выводу, что возраст скопления составляет примерно 13 миллиардов лет. [13] Космический телескоп Хаббла решены отдельные звезды Messier 30. С помощью этой новой технологии, астрономы обнаружили , что некоторые звезды, известные как « голубые отставшие », появились моложе других звезд в скоплении. [13]Затем астрономы выдвинули гипотезу, что звезды могли «столкнуться» или «слиться», дав им больше топлива, чтобы они продолжали синтез, в то время как другие звезды вокруг них начали гаснуть. [13]

Столкновения звезд и Солнечная система [ править ]

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 лет. [14] Для сравнения, возраст Вселенной составляет порядка 10 10 лет. Вероятность близких встреч с Солнцем также невелика. Ставка оценивается по формуле:

N ~ 4.2 · D 2 млн. Лет −1

где N - количество встреч за миллион лет в пределах радиуса D от 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, но на Землю может легко повлиять близкое столкновение. Астрономы говорят, что если звездное столкновение произойдет в пределах 100 световых лет от Земли, возникший в результате гамма-всплеск может уничтожить все живое на Земле. [14] Это все еще очень маловероятно, потому что нет звездных скоплений так близко к Солнечной системе.

KIC 9832227 и слияние бинарных звезд [ править ]

KIC 9832227 представляет собой пример двойной звездной системы с затменными контактами . В основном она состоит из двух звезд, вращающихся вокруг друг друга так близко, что они находятся в одной атмосфере, придавая системе арахисовую форму. Поскольку орбиты двух звезд распадаются из-за потери звездной массы и внутренней вязкости, две звезды в конечном итоге сольются, что приведет к появлению светящейся красной новой .

Анализ затмений KIC 9832227 первоначально предполагал, что его орбитальный период действительно укорачивается, и что ядра двух звезд сольются в 2022 году. [16] [17] [18] [19] Однако последующий повторный анализ показал, что одно из наборы данных, использованные в первоначальном прогнозе, содержали 12-часовую ошибку времени, что привело к ложному очевидному сокращению орбитального периода звезд. [20] [21] [22] [23]

Механизм слияния двойных звезд еще полностью не изучен и остается одним из основных направлений исследований KIC 9832227 и других контактных двойных систем.

Ссылки [ править ]

  1. ↑ Фред Лоуренс Уиппл (март 1939 г.), «Сверхновые и столкновения звезд», Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки , 25 (3): 118–25, Bibcode : 1939PNAS ... 25..118W , DOI : 10.1073 / pnas.25.3.118 , PMC  1077725 , PMID  16577876
  2. ^ a b Чанг, Кеннет (13 июня 2000 г.), «Две звезды сталкиваются; новая звезда родилась» , The New York Times , получено 14 ноября 2010 г.
  3. ^ Tylenda, R .; Hajduk, M .; Камински, Т .; и другие. (11 апреля 2011 г.). «V1309 Scorpii: слияние контактного двоичного кода». Астрономия и астрофизика . 528 : A114. arXiv : 1012.0163 . Bibcode : 2011A & A ... 528A.114T . DOI : 10.1051 / 0004-6361 / 201016221 .
  4. ^ Overbye, Dennis (16 октября 2017), "LIGO Обнаруживает Ожесточенные столкновения нейтронных звезд в первый раз" , The New York Times
  5. ^ Casttelvecchi, Давиде (25 августа 2017). «Ходят слухи о новом виде наблюдения с помощью гравитационных волн» . Природа . DOI : 10.1038 / nature.2017.22482 . Проверено 27 августа 2017 года .
  6. ^ Сокол, Josha (25 августа 2017). «Что происходит при столкновении двух нейтронных звезд?» . Проводной . Проверено 27 августа 2017 года .
  7. ↑ Дрейк, Надя (25 августа 2017 г.). «Странные звезды, поймавшие сморщенное пространство-время? Узнайте факты» . National Geographic . Проверено 27 августа 2017 года .
  8. ^ a b Гонсалес Эрнандес, JI; Ruiz-Lapuente, P .; Табернеро, HM; Montes, D .; Канал, р .; Méndez, J .; Бедин, Л.Р. (26 сентября 2012 г.). «Нет выживших эволюционировавших товарищей прародителя SN 1006». Природа . 489 (7417): 533–536. arXiv : 1210,1948 . Bibcode : 2012Natur.489..533G . DOI : 10.1038 / nature11447 . hdl : 2445/127740 . PMID 23018963 . 
  9. ^ Фридман, Роджер А., Роберт М. Геллер, Уильям Дж. Кауфманн III (2009). 9-е издание «Вселенная» , с. 543-545. WH Freeman and Company, Нью-Йорк. ISBN 1-4292-3153-X 
  10. ^ Rosswog, Stephan (2013). «Астрофизика: Радиоактивное свечение как дымящееся ружье». Природа . 500 (7464): 535–6. Bibcode : 2013Natur.500..535R . DOI : 10.1038 / 500535a . PMID 23985867 . 
  11. ^ Metzger, BD; Martínez-Pinedo, G .; Darbha, S .; Quataert, E .; и другие. (Август 2010 г.). «Электромагнитные аналоги слияния компактных объектов на радиоактивном распаде ядер r-процесса». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 406 (4): 2650. arXiv : 1001.5029 . Bibcode : 2010MNRAS.406.2650M . DOI : 10.1111 / j.1365-2966.2010.16864.x .
  12. ^ Мартин, EL; Спруит, HC; Тата, Р. (2011). «Происхождение бинарного слияния раздутых планет горячего Юпитера». Астрономия и астрофизика . 535 : A50. arXiv : 1102,3336 . Bibcode : 2011A & A ... 535A..50M . DOI : 10.1051 / 0004-6361 / 201116907 .
  13. ^ a b c «Звездные столкновения и вампиризм придают голубым отставшим звездам« космический фейслифтинг »» , Asian News International , 29 декабря 2009 г.
  14. ^ a b Лючентини, Джек (1 июня 2000 г.). «Исследователи заявляют о первом доказательстве столкновения звезд» . Space.com . Архивировано из оригинального 19 апреля 2004 года . Проверено 15 января 2014 года . Согласно одному расчету, с Солнцем может случиться одно падение на 10 000 триллионов триллионов лет (это 28 нулей), и оно сгорит само по себе гораздо раньше.
  15. ^ Гарсия-Санчес, Дж .; и другие. (24 августа 1998 г.), "Возмущение облака Оорта близкими сближениями звезд", Динамика астероидов и комет , Татрауска Ломница, Словацкая Республика, hdl : 2014/19368
  16. ^ Мольнар, Лоуренс А .; Норд, Дэниел М. Ван; Кинемучи, Карен; Смолинский, Джейсон П .; Александр, Кара Э .; Кук, Эван М .; Чан, Бёнчан; Кобульницкий, Генри А .; Спедден, Кристофер Дж. (2017). «Прогнозирование вспышки красной новой звезды в KIC 9832227». Астрофизический журнал . 840 (1): 1. arXiv : 1704.05502 . Bibcode : 2017ApJ ... 840 .... 1M . DOI : 10.3847 / 1538-4357 / aa6ba7 . ISSN 0004-637X . 
  17. ^ Kinemuchi, Карен (1 октября 2013). «Для пульсации или для затмения? Статус переменной звезды KIC 9832227». arXiv : 1310.0544 [ astro-ph.SR ].
  18. ^ Берд, Дебора. «Звезда предсказала взрыв в 2022 году» . EarthSky . EarthSky Communications . Проверено 6 января 2017 года .
  19. ^ «Встречающиеся звезды осветят ночное небо в 2022 году» . Наука . 1 мая 2017 . Проверено 7 января 2017 года .
  20. ↑ Мольнар, Лоуренс А. (7 сентября 2018 г.). «Дополнительный материал к пресс-релизу Calvin College« Команда исследователей оспаривает смелые астрономические предсказания », 7 сентября 2018 г.» . calvin.edu . Проверено 8 сентября 2018 года .
  21. ^ Kucinski, Мэтт (7 сентября 2018). «Команда исследователей бросает вызов смелым астрономическим предсказаниям» . calvin.edu . Проверено 8 сентября 2018 года .
  22. ^ Socia, Квентин Дж .; Валлийский, Уильям Ф .; Коротко, Дональд Р .; Orosz, Jerome A .; Angione, Рональд Дж .; Ветряк, Гур; Caldwell, Douglas A .; Баталья, Натали М. (11 сентября 2018 г.). «KIC 9832227: Использование данных Vulcan для опровержения прогноза слияния Red Nova 2022 года». Письма в астрофизический журнал . 864 (2): L32. arXiv : 1809.02771 . DOI : 10.3847 / 2041-8213 / aadc0d .
  23. ↑ Паркс, Джейк (7 сентября 2018 г.). «Две звезды НЕ сольются и не взорвутся красной яростью в 2022 году» . Astronomy.com .

Внешние ссылки [ править ]

  • «Пау Амаро Сеоан, рабочая группа MODEST 4« Столкновения звезд » » . Проверено 20 мая 2013 года .