Молодые звёздные скопления сложнее, чем кажутся

Учёные из Института астрономии и астрофизики имени Кавли при Пекинском университете (КНР) при помощи телескопа космического базирования «Хаббл» выяснили: в звёздном скоплении NGC 1818, что в галактике Большое Магелланово облако, количество двойных звёздных систем на периферии значительно выше, чем в центре.

Если вам показалось, что это звучит не слишком интригующе, — вам показалось. Такое распределение звёзд совершенно неожиданно. И даже прямо противоположно ожидаемому.

Молодое звёздное скопление NGC 1818 (иллюстрация J. Westphal, Caltech).

В любом звёздном скоплении светила высокой массы, предположительно, из-за гравитации должны тяготеть к центру скопления, при этом попутно «вышвыривая» маломассивные звёзды на периферию. Как отмечает ведущий автор исследования Ричард де Грейс (Richard de Grijs), при этом они лишаются значительной части энергии и не способны вырваться из центра вновь, буквально «застревая» в нём. Процесс этот называет «сегрегацией по массе».

Так наука считала до сих пор. Ведь двойные системы в среднем тяжелее одиночных — в силу большего количества звёзд, не так ли? А на деле получилось вот что: чем дальше от центра скопления, тем больше там тяжёлых двойных систем. Как это объяснить? Основное предложение, которого придерживаются сейчас астрономы, сводится к идее, что так называемые широкие двойные системы, где звёзды вращаются друг вокруг друга на больших расстояниях, в центре просто не пережили сближения с другими звёздами, гравитация которых в конечном счёте разбросала парные светила, сделав из них одинарные системы типа Солнечной. Ну а на периферии, где такой процесс шёл не так активно (в силу меньшей общей звёздной плотности), двойных систем уцелело больше.

Чем дальше от центра звёздного скопления, тем выше оказывалась доля двойных систем, а ведь должно быть наоборот. (Иллюстрация Peking University.)

Если это так, то первоначальная доля звёздных систем, рождённых как двойные, была выше, чем наблюдаемая сейчас. Учитывая, что в сходных скоплениях рождается множество звёзд, включая наше Солнце, вполне вероятно, что процент парных светил в начале их жизненного пути и в целом значительно выше, чем после интенсивного гравитационного взаимодействия с соседями по скоплению.

Кстати, это первое наблюдение относительной доли двойных систем в различных районах молодых звёздных скоплений, таких как NGC 1818, которому всего 15-30 млн лет. В нашей собственной Галактике никаких молодых скоплений такого рода поблизости нет.

Отчёт об исследовании опубликован в издании Astrophysical Journal, а с его препринтом можно ознакомиться здесь.

Подготовлено по материалам Фонда Кавли.