Многие обычные звёзды в прошлом были двойными

Компьютерное моделирование, проведённое в Институте радиоастрономии Общества Макса Планка (Германия), показало, что вращающиеся молодые двойные звёзды, находящиеся в областях звездообразования, из-за трения о газ могут потерять скорость и упасть друг на друга, слившись в одно целое.

Хотя двойных звёзд очень много (по некоторым оценкам, их и тройных звёзд в сумме больше, чем одинарных), большинство из них вращается на существенном удалении друг от друга. Скажем, Сириус имеет два таких компонента, которые обращаются за 50 лет. Но когда астрономы обратились к молодым двойным звёздам в скоплениях, где рождается большинство светил, обнаружилось, что распределение периода обращения является логарифмически равномерным. Количество молодых светил, вращающихся друг вокруг друга за время от 1 до 10, от 10 до 100 и от 100 до 1 000 лет (то есть от 0,1 дня до 100 млрд дней), практически одинаково.

В то же время для звёзд «в возрасте» наблюдается не логравномерное, а логнормальное распределение с пиком в районе 10–200 лет. Всё, что вращается быстрее 9 лет или медленнее 270 лет, встречается экстремально редко.

В отличие от логравномерного распределения (прямая чёрная линия), обнаруживаемого среди молодых двойных звёзд, в сформированных парах отсутствуют слишком быстро и медленно вращающиеся двойные звёзды. (Иллюстрация C. Korntreff et al.)

Можно понять, почему столь редки слишком далеко вращающиеся звёзды: чтобы период обращения был значительно дольше 200 лет, их должно разделять расстояние, примерно равное дистанции от Солнца до Нептуна или даже Плутона. В этом случае гравитационное взаимодействие будет столь слабым, что притяжение соседей стороннего светила может просто разрушить эту пару, сделав из неё две обычные звезды.

Труднее с тем, куда делись короткопериодические двойные звёзды. Именно этот интригующий вопрос и заставил исследователей смоделировать их судьбы в насыщенных газом скоплениях. Выяснилось, что за миллион лет слишком короткопериодические двойные серьёзно замедлятся, а потому начнут сближаться по спирали и сольются в одну. Согласно расчётам, вероятность, что сформированные двойные звезды и двойные же звёзды из молодых скоплений происходят из одинаковых по изначальным качествам популяций, равна 94%. Логравномерное распределение периода их обращения «превратилось» в логнормальное лишь в силу слияний, делающих исчезающе редкими слишком короткопериодические двойные звезды.

«Это было просто изумительно, — поясняет Томас Качмарек, один из авторов работы. — Мы просто взяли нужные нам параметры из этого скопления [Туманность Ориона], и вышло, что мы получили почти идеальное совпадение распределения по периодам вращения с наблюдаемым [астрономически]».

Теперь предсказанный теоретически процесс слияния двух звёзд осталось обнаружить на практике. (Иллюстрация NASA.)

Таким образом, согласно модели, огромное число двойных должно было стать одной звездой ещё в первый миллион лет своего существования. Но наблюдать этот процесс внутри насыщенных газом скоплений будет трудно, если не невозможно, полагают авторы. Единственную надежду здесь могут дать инфракрасные телескопы космического базирования: видимый свет просто не проникнет сквозь газ и пыль, доминирующие в местах, где рождаются звезды.

Напрашивается вопрос: могло ли так возникнуть наше Солнце? «Это могло случиться, но я думаю, что было бы несколько преждевременно судить об этом», — замечает Сюзанна Пфальцнер, участвовавший в работе астроном.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Astronomy and Astrophysics, а с его препринтом можно ознакомиться здесь.

Подготовлено по материалам Nature News.