天文学

恒星碰撞

两颗恒星的碰撞是一种极其不太可能的现象。然而,许多参数表明这种碰撞发生在密度最恒星簇中。

迈克尔莎拉 用于Science N°303
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阳光与白矮星的碰撞将是一个壮观的大灾变。白矮星,一个集中体积等于太阳的恒星的明星,几乎不优于地球的体积,将以比构成它的等离子体中的声音高的速度渗透到当天的星光中(大约600公里的每秒)。在它的段落中,它会导致强大的冲击波压缩太阳能物质,并将其温度带到几百万个厄尔韦。在正常时期,只有我们的明星的最深层次足够热,对于氢气的核融合反应是足够的。另一方面,碰撞将在该热核点火阈值上升高温度。它会花白矮人超过一个小时越过太阳,但在这个时刻,我们过热的明星会释放这么多的能量,因为它不在1亿年内进行。累积的压力将弹出我们明星的上层,并在几个小时的泰坦尼克烟花中,太阳将分散。与此同时,灾难中的白矮星将继续推动它好像什么都没发生。幸运的是,这种灾难,对于宏伟来说,它可能是,仍然是那些可能在我们星球上生命结束的人,最不可能的。

事实上,对于天文学家来说,研究恒星碰撞的想法似乎 先验 荒谬的。例如,我们的银河系的星星在阳光附近,对于最轻微的碰撞风险太远了。在开始时进行了一个简单的计算 XX.Astrophysicus James Jeans的世纪表明,自宇宙历史开始以来,1000亿漆星星从未与其中一个同一议员碰撞。然而,牛仔裤的假设和结论仅适用于银河系的“正常”区域。有人认为还有别人,更具异国情调,其中恒星碰撞不仅可能,而且相对频繁。我们将看到今天的天文学家在最密度的明星集群中解释了一些观察到的异常 - 球簇 - 基于星星遇到它的假设。

1963年,在发现Quasars之后,最持怀疑态度的天文学家首次开始认真对待星星碰撞的研究。这些遥远的星星辐射到100万亿阳光下的能量。然而,它们的闪耀有时在不到一天的时间内变化很大。这意味着产生这种能量衰弱的区域不能大于一天内通过光线行进的距离(否则,借助于光速的极限率,该区域的两个相反点。'不会有时间“同意”罐装苍白的方差)。换句话说,Quasars似乎是我们太阳系的小集群,但恒星比整个银河系更多的恒星!

与食人族星星的标准物

是否有可能在这些极端条件下发生明星碰撞的滥交?这些灾难可以成为标准条件的非凡力量的来源吗?早在1970年,据了解,这可能不是这种情况。此外,恒星碰撞无法解释来自许多Quasars的中心的狭窄的射流。然后,我们转向假设,始终录取的旋转的黑洞,即使是通过有趣的回报,一些天文学家最近假定了恒星碰撞可能导致这种黑洞的增长。。

现在,就在拔牙天文专家被拆除恒星碰撞时,他们的同事专门从事银河天文学被困扰着新的谜团。卫星 Uhuru.,于1970年推出以确定半径的来源 x,在银河系中发现了一百个。十几个来源位于非常特殊的地方,球簇,倾向于气囊周围的光环。由于某种原因,这些攀登少于乳状轨道恒星的少数0.01%,浓缩百分之十的来源 x 杰出的。如何解释这种差异?

首先考虑产生这些光线来源的机制 x。这些是圆的恒星,其中一个是死亡并且塌陷,形成紧凑且致密的星(中子星或黑洞)。紧凑的明星随着月亮扭曲了地球海洋并产生了潮汐珠子,使他的伴侣扭曲。但是,在RADIUS二进制文件的情况下 x这种潮汐效应是如此强烈的是,在主角之间建立了材料桥梁:因此,死星渴望其伴侣蚕食的伴侣。在其发射光线的这种高温下携带累积在中子星或黑洞附近的气体 x。这些夫妻很少见:同时出生的几颗恒星(双星)的演变不会导致射线二进制 x 一次100亿。

为什么这种概率在球状簇中令人生注?因为他们有一个我们尚未提到的功能:过度拥挤。在球状集群中,一百万颗星在一定程度上堆积在直径几十多年的灯泡内。周围截然的相同体积只能包含几百星。像蜜蜂一样,这些星星在永久的轨道上移动。最轻的恒星倾向于通过称为蒸发的机制从簇中喷射,因为它类似于当液体逸出到大气中最快的分子时发生的现象,从而实现液体的一部分和贡献,从而提高冷却剩余的分子。以同样的方式,喷射的星形携带系统的总能量的一小部分,并且剩余的恒星朝着簇的心脏缩小。

是足够高的簇的恒星浓度,以允许碰撞?即使在球状群中,星星之间的平均距离也非常优于星星本身的大小,但在1975年的杰克山和嘉罗拉斯日,从洛斯阿拉莫斯实验室表明,影响的可能性不仅取决于星星的大小。当两星的球形簇十字架时,它们的速度非常低(每秒10到20公里的速度),并且在这些条件下,在它们之间始终在它们之间行使的引力吸引力扭曲它们的轨迹。因此,这些恒星更像是研究人员导弹,它彼此前往被弹道射弹到预先建立的轨迹。事实上,计算表明,在一些集群的中央区域,一半的星星可能在过去的1300万年里遭受了一个或多个碰撞。

这些结果他们可以解决雷二进制文件的谜团 x?与此同时,安德鲁比亚,詹姆斯·普雷豪斯和马丁·里斯,从剑桥大学,当两颗星获得水果时,他们可以在某些情况下。在第一近似值中,两个天体的会议及时对称:它们更接近,加速,高速行走,除非通过放慢速度逐步接触。这些事件形成了一个序列,如果以相反的顺序观察,则不会违反物理定律。结果表明,这是完全能量的原理的结果。因此,两颗最初彼此独立的星光应该永远不会使其成为可能的...除非它们在过程中消耗它们的总能量。因此,如果两个尸体中的一个是中子星或黑洞,则可能通过潮汐效应来扭曲另一个。这种变形需要在合作伙伴的动能上征收的能量,两颗恒星仍然是彼此的囚犯。这种捕获机制由潮汐效应描述。同样,星形对也可能在三颗恒星互动时训练。三个身体的动态是复杂的,有时混乱:一般来说,总能量被重新分配,使得两个最巨大的恒星是,而最轻的是从系统中喷射,占据其总能量的一小部分。所有这些机制都可能产生半径二进制文件 x当一个中子星捕获普通潮效应恒星时,或者当中子星过于靠近双星时(在后一种情况下,孤立的中子明星占据了最轻的地方。双星的组分,然后,在轨道中在其他组件周围形成射线二进制文件 x

休克状态

该结果肯定间接地表明星形集群中的恒星碰撞发生。因此,确定在此类大灾变期间发生的事情变得有趣。结果显然取决于许多因素:恒星的速度,它们的内部结构,影响参数(根据碰撞是正面的或横向)而改变。虽然天体物理学家使用Supercompator来计算这些碰撞的细节,但一些简单的原则管理结果。因此,最重要的因素是密度对比:高密度的明星比更脆弱的星星更少损坏,如果刚刚通过甜瓜,大炮的巴体几乎不会被损坏。在20世纪70年代和20世纪80年代,与我的同事Giora Shaviv和来自特拉维夫大学的Oderd Regev,我们模拟了太阳能型明星和密度明星之间的正面碰撞,例如白矮星。虽然太阳能型明星被歼灭,但白矮星(百万次密度)只是它的外层的光暖。除了表面上异常高的氮含量,白矮星几乎不会改变。这是不幸的,因为它意味着在不到遵守实时碰撞的非凡的机会中,我们没有指示建立这种碰撞。

在这种情况下,横向附件的可能性更有可能,例如由O. Regev,来自海法大学和弗吉尼亚大学的Noam Soker,以及Scalific Telescope科学研究所的Mario Livio,La Dwarf White必须是更令人不安。实际上,太阳能明星在接近的时候扭曲,并且从碰撞中的白色矮人赋予了固体气体盘的白色矮人。目前,这种磁盘的存在尚未证明:也许天文学家已经观察到它们,将它们带到二元恒星交换物质。

如果碰撞的恒星是相同类型并且具有相当的密度和尺寸,则事件序列非常不同。在20世纪70年代初期首次模拟了两个太阳能型明星的情况:虽然星星更接近,但它们压缩并相互变形到半月。主角的体积中的温度和密度从未达到足够的值以触发破坏性的热核融合反应,这与当其中一个星星是矮种的情况相反。系统总质量的一些百分之一垂直于恒星运动的方向排出,其余部分合并。在一个小时内,两颗星做了多个。

当然,恒星碰撞的可能性更可能是横向的完全正面。同样,根据任何概率,两颗恒星的质量很近,但不相同。最近,天文学家表明,两个主角必须根据以其合并结束的螺旋形。由此产生的物体与孤立的星星基本不同,例如我们的太阳。一个孤立的明星没有任何方法来重建其氢气储备:其外层含有很多,但由于它们从未达到热核融合所需的温度和密度,当心脏的氢被消耗时,恒星熄灭。因此,预先确定这种明星的寿命:它的速度越大,它的心脏越热,而且它越快地消耗其储备。从一个明星的颜色,这表明其温度,计算机生产模型以极高的精度预测其寿命。相反,来自两颗恒星的融合的明星并没有遵守这些规则。气体层在碰撞过程中的混合物可以将新的氢气储备到心脏中,这具有使其成为新青年的效果。另外,物体比其初始组件更加大量,它将变热,更加蓝色和更亮。学习这颗明星的观察员将基于他的颜色和他的亮度来推断出他的年龄会出错。

蓝色在天堂里

因此,例如,太阳能明星具有100亿年的总寿命,而双重群众明星是较好的十倍,只有8亿年。因此,如果在他们的生活中,两个太阳能的恒星合并,他们将形成一个在训练时已经拥有50亿年的单一热星,但将不到8亿年。这种大规模明星融合的预期寿命取决于碰撞注入其中心的氢量,但通常,它与祖先恒星的速度很短。在他去世的时候,这种特殊的明星将再次区分普通明星:就像太阳明星一样,它会膨胀成为一个红巨星,将驱逐它将形成一个星云(所谓的行星),然后将在Dwarf White中签订合同,但这种结果的渣会更热,因此,比类似质量的白色矮人更热。事实上,同一群众的普通矮人来自融合的星星前的恒星,并且有时间明显凉爽。

在球状群集中,合并的明星不会被忽视。环状簇的所有恒星都同时形成。它们的温度和光彩同步地发展。与其同型器相比,一颗经过恒星融合熔化固化的明星,由于相同的辉煌和相同颜色的普通恒星,长时间消失了。恒星集群心脏中融合恒星的存在是恒星碰撞理论最令人信服的预测之一。

早在20世纪50年代,来自华盛顿卡内基研究所的艾伦炮会已经观察到球簇含有异常炎热和明亮的星星绰号“蓝灯笼”,因为他们显然是牙本质的颜色和进化。多年来,天文学家提出了十几个理论来解释他们的起源,但它只是过去十年,感谢空间望远镜 哈勃,我们已经获得了与恒星碰撞的联系的证据。 1991年,弗朗西斯科鲍曼斯(George Meylan)和我自己都在望远镜研究所工作,发现Toucan的球状集群中心充满了蓝色灯笼,恰好在哪里理论。碰撞使我们能够期待最大的数字 (见图4)。六年后,与雷克斯·萨夫默,从维拉诺瓦大学,我们在球状集群中进行了第一次直接衡量蓝色灯笼的群众:大约是最重的普通明星大约是大量的,只能解释为恒星碰撞理论的一部分。此外,R. Saffer和他的同事发现了一个蓝色的灯笼,其质量大约是他集群中最巨大的恒星的三倍。已知碰撞融合在这种类型的环境中制作这种大规模对象。

今天,我们正在衡量数百个蓝灯笼的质量。与此同时,观察者正在寻找由恒星碰撞理论预测的其他索引。因此,已经发现了在球簇心脏的红色巨头中标记的缺陷。红色巨人的直径比太阳的直径高达......这使得目标更容易到达。他们的稀缺是一种碰撞的新证据 - 这肯定会抓住红色巨人的外层 - 在集群的心脏中很常见。当然,所有这些证据都仍然间接。不幸的是,它在我们的星系的150个球簇中的任何一个恒星碰撞之间平均经过了10,000年。我们观察到生活的概率很小。然而,这些大灾害的现实不再怀疑。因此,对于我们对几乎空宇宙的愿景成功地,在每一刻,成千上万的恒星发生冲突中的破坏性宇宙。

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