Столкновения звезд и двойных звездных систем

Что происходит в экстремальных средах шаровых скоплений, когда встречаются звезда и двойная система? У ученых есть новые идеи, объясняющие, как эти объекты могут деформироваться, изменять свои пути, делать спирали друг вокруг друга и сливаться.

Объекты, пребывающие в плотных средах, таких как шаровые звездные скопления, испытывают более разнообразные воздействия, чем те, что находятся в околосолнечной среде. В этих экстремальных условиях столкновения являются нормой. Это может привести к множеству интересных взаимодействий между встречающимися друг с другом звездами и звездными системами.

Встреча одной звезды с двойной звездной системой

Исследования таких взаимодействий часто рассматривают все три тела как точечные источники, исследуя следующие результаты:

1. Все три объекта не связаны взаимодействием, в результате чего они существуют отдельно друг от друга.
2. Столкновение, после которого бинарная звездная система выживает, но ее орбита изменяется третьей звездой.
3. Возникает обмен, при котором одиночная звезда меняется местом с одной из двойных звезд, выталкивая ее из системы.

Что происходит, когда звезды взаимодействуют в плотных средах, таких как глобулярные кластеры? Фото HST/NASA/ESA]

Сложности расширенных объектов

Но что происходит, если рассматривать тела не как точечные источники, а как расширенные объекты с реальными радиусами (как это происходит в действительности)? Тогда появляются дополнительные сложности:

• столкновения, когда радиусы звезд перекрываются;
• общие релятивистские эффекты, когда звезды проходят очень близко друг от друга;
• приливные колебания, когда силы тяготения во время тесного прохода притягивают звезды, а затем отпускают.

В недавно опубликованном исследовании, возглавляемом Йоханом Сэмсингом (Johan Samsing) из Принстонского университета, авторы показывают, как эти сложности меняют поведение бинарно-одиночных взаимодействий в центрах плотных звездных скоплений.

Изменения под воздействием приливов

Путем моделирования исследователи показали, что под влиянием приливов из-за хаотической эволюции тройного взаимодействия возникает новый результат: приливное воздействие.

Приливные воздействия возникают, когда тесный проход создает приливные колебания в звезде, отнимая энергию с орбиты бинарной системы. При правильных условиях потеря энергии приведет к влиянию звезд, что в конечном итоге вызовет слияние. Этот новый канал для слияний, подобно слияниям, связанным с потерей энергии в гравитационных волнах, может происходить еще чаще, чем столкновения в некоторых системах.

Авторы исследования демонстрируют, что приливные воздействия чаще встречаются для далеко отстоящих дуг от друга двойных объектов и объектов малого радиуса. Например, при эксцентрических слияниях белых карликов и нейтронных звезд приливные воздействия могут доминировать.

Авторы отмечают, что эта интересная популяция эксцентрических компактных двойных систем, вероятно, приводит к уникальным признакам электромагнитных и гравитационных волн. Это предполагает, что дальнейшие исследования таких систем важны для лучшего понимания того, чего можно ожидать, наблюдая, как звезды сталкиваются друг с другом в тесных звездных кластерах.

Источник: aasnova.org