A matematika egyszerű: Csillag + Egyéb csillag = Nagyobb csillag.
Bár fogalmi szempontból ez jól működik, nem veszi figyelembe a csillagok közötti rendkívül nagy távolságokat. Még a klaszterekben is, ahol a csillagok sűrűsége lényegesen nagyobb, mint a főtárcsán, a csillagok térfogatra eső csillagok száma annyira alacsony, hogy az ütközéseket a csillagászok alig veszik figyelembe. Természetesen egy bizonyos ponton a csillag-sűrűségnek el kell érnie egy olyan pontot, amelyen az ütközés esélye statisztikailag szignifikánsvá válik. Hol van ez a fordulópont és vannak olyan helyek, amelyek valóban elvághatják a vágást?
A csillagképzési modellek kifejlesztésének korai szakaszában a csillagok ütközésének szükségessége a hatalmas csillagok előállításához nem volt eléggé korlátozott. Az akkreditációval történő formáció korai modelljei azt sugallták, hogy az akrilizáció elégtelen lehet, de mivel a modellek összetettebbé váltak és háromdimenziós szimulációkba költöztek, nyilvánvalóvá vált, hogy az ütközéseknek egyszerűen nincs szükségük a felső tömegrendszer feltöltésére. A gondolat nem részesült előnyben.
Két nemrégiben készült tanulmány feltárja annak a lehetőségét, hogy bár még mindig biztosan ritka, lehetnek olyan környezetek, amelyekben valószínűleg ütközések történnek. Az elsődleges mechanizmus, amely ezt segíti, az a felismerés, hogy amikor a klaszterek átmennek a csillagközi közegen, elkerülhetetlenül felveszik a gázt és a port, és lassan növelik a tömeget. Ez a növekvő tömeg a klaszter összehúzódását okozza, ezzel növeli a csillag sűrűségét. A tanulmányok azt sugallják, hogy ahhoz, hogy az ütközés valószínűsége statisztikailag szignifikáns legyen, egy klaszterre lenne szükség, hogy kb. 100 millió csillag sűrűségét érje el köbcentusonként. (Ne feledje, hogy az egy parsek 3,26 fényév, és nagyjából ez a távolság a nap és a legközelebbi szomszédos csillag között.)
Jelenleg soha nem figyeltek meg ilyen magas koncentrációt. Noha ennek némelyike valószínűleg az ilyen sűrűség ritkaságának köszönhető, a megfigyelési korlátozások valószínűleg döntő szerepet játszanak az ilyen rendszerek felismerésének nehézségeiben. Ha ilyen nagy sűrűséget kellene elérni, akkor rendkívül nagy térbeli felbontásra lenne szükség az ilyen rendszerek megkülönböztetésére. Mint ilyen, a rendkívül sűrű rendszerek numerikus szimulációinak helyettesíteniük kell a közvetlen megfigyeléseket.
Noha a szükséges sűrűség egyértelmű, a nehezebb kérdés az, hogy milyen klaszterek képesek megfelelni az ilyen kritériumoknak. Ennek vizsgálatára a legutóbbi cikkeket író csapatok Monte Carlo szimulációkat készítettek, amelyekben megváltoztathatták a csillagok számát. Az ilyen típusú szimuláció lényegében egy olyan rendszer modellje, amely engedi, hogy ismétlődően előrehaladjon kissé eltérő kezdő konfigurációkkal (például a csillagok kiindulási helyzetével), és a számos szimuláció eredményeinek átlagolásával a szemcsék viselkedésének hozzávetőleges megértését a rendszer elérte. Egy kezdeti vizsgálat szerint az ilyen sűrűség csak néhány ezer csillaggal rendelkező klaszterekben érhető el, feltéve, hogy a gáz felhalmozódása elegendően gyors (a klaszterek hajlamosak lassan eloszlani az árapály-sztriptíz alatt, ami ezt a hatást hosszabb időtartamra ellensúlyozhatja). Az általuk alkalmazott modell azonban számos egyszerűsítést tartalmazott, mivel az ilyen interakciók megvalósíthatóságának vizsgálata csupán előzetes volt.
A tegnap az arXiv-hez feltöltött legfrissebb tanulmány reálisabb paramétereket tartalmaz és megállapítja, hogy a klaszterekben a csillagok számának 30 000-nél közelebb kell lennie, mielőtt az ütközések valószínűsíthetők lennének. Ez a csapat azt is javasolta, hogy több feltétel legyen teljesítve, beleértve a gázkibocsátás sebességét (mivel nem minden gáz maradna a klaszterben, mint az első csapat az egyszerűség feltételezte) és a tömegszegregáció mértékét (a nehezebb csillagok elsüllyednek a középső és a könnyebbek lebegnek kívülről, és mivel a nehezebbek nagyobbok, ez valójában csökkenti a szám sűrűségét, miközben növeli a tömegsűrűséget). Bár sok gömbös klaszter könnyen megfelelhet a szám csillagok, ezek a többi feltétel valószínűleg nem teljesülnek. Ezenkívül a gömbös klaszterek kevés időt töltenek a galaxis olyan területein, ahol valószínűleg elég nagy gázsűrűséggel találkoznak, hogy elegendő tömeg halmozódhasson fel a szükséges időtartamokra.
De vannak olyan klaszterek, amelyek elérhetik a megfelelő sűrűséget? A legismertebb ismert galaktikus klaszter az Arches klaszter. Sajnos ez a klaszter csak szerény ~ 535 csillagot ér el egy köbcsaponként, még mindig túl alacsony ahhoz, hogy valószínűleg nagy számú ütközés jöjjön létre. Ugyanakkor a szimulációs kód futtatása az Arches klaszteréhez hasonló körülmények között egy ütközést jósolt ~ 2 millió év alatt.
Összességében ezek a tanulmányok látszólag megerősítik, hogy az ütközések szerepe a hatalmas csillagok kialakításában kicsi. Amint arra korábban rámutattunk, úgy tűnik, hogy az akkreditációs módszerek figyelembe veszik a csillagtömegek széles skáláját. De sok fiatal klaszterben, amelyek még mindig csillagokat képeznek, ritkán találnak csillagászok csillagokat, amelyek jóval meghaladják a ~ 50 napenergiát. Az idei második tanulmány azt sugallja, hogy ez a megfigyelés mégis teret hagyhat az ütközéseknek, amelyek váratlan szerepet játszhatnak.
(MEGJEGYZÉS: Noha azt lehet javasolni, hogy az ütközéseknek is úgy kell tekinteniük, hogy a bináris csillagok pályája az árapály-kölcsönhatások következtében lebomlik, az ilyen folyamatokat általában „fúzióknak” nevezik.) Az „ütközés” kifejezés a forrásban használt anyagokat, és ezt a cikket két olyan csillag egyesülésének jelölésére használják, amelyek nem vannak gravitációs kapcsolatban.)
Forrás:
