Звездните чудовища не се сблъскват
Астрофизиците от Астрономическата обсерватория на Физическия факултет на Варшавския университет откриха, че първите подобни сблъсъци няма да се случат по-рано от няколко милиарда години.
Това е мъглявината Тарантула (30 Дорадус) в Големия Магеланов облак, снимана от космическия телескоп Хъбъл. Тук бяха открити наскоро звезди с маса 200 до 300 пъти по-голяма от тази на нашето Слънце.
Източник: NASA, ESA, F. Paresce (INAF-IASF, Болоня, Италия), R. O'Connell (Университет на Вирджиния, Шарлотсвил) и Комитетът за надзор на науката The Wide Field Camera 3
Дълго време астрономите вярваха, че най-големите звезди във Вселената не надвишават приблизителната маса от 150 слънчеви маси. Преди три години обаче в Магелановите облаци бяха открити звезди с маса между 200 и 300 пъти масата на нашето Слънце, истински звездни чудовища.
Откритието предизвика голям интерес сред астрофизиците, особено сред участниците в откриването на гравитационни вълни. Ако тези звездни чудовища идват от тясно свързани двойни звездни системи, могат да се наблюдават сблъсъци между останките им. Гравитационните вълни, произтичащи от подобни събития, биха били достатъчно силни, за да могат нашите настоящи детектори да ги усетят, дори ако се провеждат на много по-голямо разстояние от тези, където са звездните черни дупки. „Но не можем да разчитаме на откриването на такива грандиозни сблъсъци“, казва д-р Кшищоф Белчиски от Физическия факултет на Университета във Варшава.
Екипът на д-р Белчиски обсъди най-новите си изследвания с участници в 10-та конференция за гравитационна вълна на Едоардо Амалди, проведена във Варшава във връзка с 20-та международна конференция по обща относителност. и гравитация (GR20/Amaldi10).
Звездите с големи маси могат да сложат край на живота си по два начина: материята в тях може да бъде изхвърлена в космоса или да се срути под собственото си тегло в черна дупка. Преди няколко месеца астрофизици, водени от д-р Норхализа Юсоф от Университета в Куала Лумпур, демонстрираха, използвайки компютърно моделиране, че някои супермасивни звезди могат да образуват черни дупки. Това означава, че Вселената наистина е била домакин на двоични системи, съставени от свръхмасивни звезди, които по-късно са еволюирали или трансформирани в системи, съставени от две черни дупки с много по-голяма маса от тази, която обикновено се наблюдава в черните дупки.
Обектите, които се движат в орбита в тясно свързани бинарни системи, състоящи се от неутронни звезди или обикновени черни дупки, губят енергия с течение на времето, което причинява, намалявайки размера на техните орбити, все по-близо и по-близо до тях и накрая се осъществява сблъсък между тях. Подобен сблъсък може да има ефект, който може да се наблюдава от астрономите чрез силен гама-изблик и това също трябва да бъде придружено от гравитационна вълна. Досега обаче откриването на тези гравитационни вълни не е било успешно. Текущите детектори на ток могат само да "видят" сблъсъка на обикновени черни дупки в локалната вселена. Сблъсъкът на черни дупки, произведен от свръхмасивни звезди, е нещо друго. В този случай гравитационните вълни трябва да са достатъчно силни, за да могат да бъдат открити в близко бъдеще, но такъв сблъсък не е лесно да се забележи.
Компонентите на обикновените бинарни звездни системи, имащи маси 50 или дори 100 слънчеви маси, се образуват на разстояние един от друг от поне няколкостотин или дори няколко хиляди слънчеви лъча. Такива обекти не могат да се образуват заедно на по-кратко разстояние, тъй като плътността на материята в резултат на този процес се увеличава и кара материята да се срути в една звезда и бинарна система не може да се образува по този начин. Следователно, за да се сблъска вече сформирана бинарна система, нейните компоненти трябва по някакъв начин да загубят своята орбитална енергия. Това се дължи на бързото развитие на един от неговите компоненти, който в един момент започва да се увеличава. След това вторият компонент на двоичната система се премества в атмосферата на спътника си и в резултат на взаимодействието с нея бързо губи енергия. Последица от тази тясна орбита е това, което е известно като често срещано явление на звездната обвивка.
„В бинарната система, съставена от супермасивни звезди, ситуацията е различна - казва д-р Белчиски. - Знаем, че съставните части на такава система трябва да се образуват на относително голямо разстояние една от друга. Също така знаем, че че свръхмасивните звезди не се разширяват, така че не може да се осъществи обща фаза на звездна обвивка. Това означава, че няма физически процес, който всъщност да доведе до свиване на орбитите! ".
В тази ситуация единственият процес, който позволява постепенна загуба на енергия от остатъците от свръхмасивни звезди в бинарна система, е излъчването на гравитационни вълни. Но гравитационните вълни, излъчвани от такава система, състояща се от компоненти на голямо разстояние един от друг, звезди или черни дупки, са много слаби и загубите на енергия са бавни.
„Ще са необходими повече от десетки милиарди години или вероятно стотици милиарди години, за да се сблъскат черните дупки. Това е по-дълъг период от времето от Големия взрив, така че практически няма да имаме шанс да открием гравитационни вълни, причинени от такива сблъсъци, които се случват в небето. Освен ако. "казва д-р Даниел Холц от Чикагския университет.
Точно: освен ако настоящите модели по отношение на еволюцията на звездите и образуването на бинарни звездни системи в прахови облаци не са погрешни. Наблюдението на зрелищна звездна катастрофа от този тип в космоса би било зрелищно бедствие за теориите на съвременните астрофизици.
Преведено от Джордж Кристиан Подариу след звездни чудовища-сблъсък-грандиозна катастрофа със съгласието на редактора