Предложена модель вылета звезд-«бродяг» из звездных скоплений

Опубликовано: 25.06.2021

Нидерландские астрономы построили модель вылета крупных и ярких звезд-«бродяг» из звездных скоплений, переживающих «бум звездообразования», и опубликовали свои выводы в журнале Science .

Считается, что около 20% всех ярких и больших звезд в нашей Галактике двигаются с чрезмерно высокой скоростью. Наиболее быстрые из них ученые называют звездами-«бродягами». Чаще всего такие светила встречаются в непосредственной близости от огромных облаков молекулярного газа и скоплений молодых звезд. Причины их «побега» не совсем ясны, однако большинство астрономов полагает, что такие звезды были вышвырнуты из родных «яслей» воздействием гравитационных возмущений внутри скопления.

Саймон Цварт (Simon Zwart) и Мичико Фуджии (Michiko Fujii) из Лейденского университета (Нидерланды) изучили движение «бродяг» в звездном скоплении R136 в галактике Большое Магелланово Облако и построили модель, описывающую их побег из типичного скопления.

Как отмечают авторы статьи, гравитационное взаимодействие между большой двойной системой и одинокой звездой меньшей массы может разогнать последнюю до скорости, достаточной для ее выброса из скопления.

Астрономы построили сложную компьютерную модель столкновения тел в звездных скоплениях с массой от 6,3 до 200 тысяч масс Солнца и сопоставили результаты моделирования с количеством «бродяг» в скоплении R136.

При любой массе скопления в нем возникала двойная система из относительно крупных звезд, которая выбрасывала от 17 до 29 звезд за время моделирования. Большинство из выброшенных «бродяг» были достаточно небольшими: только 5-7 светил достигали отметки в восемь или более солнечных масс. Подобное количество крупных «шатунов» сопоставимо с шестью звездами таких размеров, которые «убежали» из скопления R136.

Такие системы в модели Цварта и Фуджии состояли из двух очень больших звезд, удаленных на значительное расстояние друг от друга. Вероятность встречи с другими телами и их последующий вылет из скопления в большей степени зависели от случайных факторов, и в меньшей — от массы одиночного светила. Из-за этого общая масса звезд-«бродяг» соответствует массе всего скопления.

С другой стороны, взаимодействие тесной двойной системы и одиночной звезды приводит к столкновению и гибели двух или даже трех звезд, а не к их выбросу за пределы скопления.

Авторы статьи попытались прочитать список «жертв» двойной системы HD93129AB — одной из крупных двойных звезд скопления R136. По их расчетам, эта система успела изгнать около 16 «бродяг», некоторые из которых, по всей видимости, были тяжелее нашего Солнца в восемь раз или более.

Затем астрономы применили свою модель к одинокой суперзвезде VFTS 582 и к ее меньшей родственнице 30Dor 016 и изучили историю их «изгнания» из скопления R136. Как полагают исследователи, первое светило покинуло скопление примерно миллион лет назад, а второе — полтора миллиона лет назад. В то время скопление R136 переживало свое младенчество — ему было всего 500 миллионов лет.

Как считают ученые, это исключает другую теорию «бродяжничества» звезд — взрыв мощной сверхновой, так как за это время ни одно светило не могло бы исчерпать свои запасы водородного горючего.