Столкновение звёзд
Столкновение звёзд — процесс, при котором две звезды приближаются друг к другу и под действием силы тяжести сливаются в один объект большего размера[1]. По прогнозам астрономов такие события происходят в шаровых скоплениях нашей Галактики примерно раз в 10 тыс. лет[2]. Только недавно учёные смогли наблюдать столкновение звёзд[3]. Серия звёздных столкновений внутри плотного скопления за короткий период времени может привести к возникновению черной дыры[4].
Содержание
Астрономические объекты, участвующие в столкновениях
Любая звезда во Вселенной может столкнуться с другой звездой, независимо от того она еще «живая» (процессы термоядерного синтеза все еще происходят в ядре), или она уже «мертва» (процессы синтеза уже исчерпали себя). Такими объектами могут быть: белые карлики, нейтронные звезды, чёрные дыры, звезды главной последовательности, гиганты и сверхгиганты. Разница в типах звёзд, в их массе, температуре и радиусе приводит к различным типам столкновений или слияний[2].
Типы звёздных столкновений и слияний
Сверхновая типа 1A
Белые карлики это остатки маломассивных звёзд. Если белый карлик входит в состав двойной системы, то в результате аккреции он может перетаскивать вещество с звезды-спутника (это может быть как красный гигант так и звезда главной последовательности). Таким образом, масса белого карлика может превысить предел Чандрасекара, что приводит к его гравитационному коллапсу и к последующему взрыву сверхновой типа Ia. Однако, когда два белых карлика обращаются друг вокруг друга на близких орбитах[5], то эмиссия гравитационных волн заставляет звёзды приближаться друг к другу по спирали. Если во время их слияния суммарная масса превышает предел Чандрасекара, то ни тепловое давление, ни даже давление вырожденного электронного газа не в состоянии уравновесить гравитацию, и происходит гравитационный коллапс. Он приводит к увеличению плотности и температуры в недрах и началу ядерных реакций горения углерода, в результате чего температура повышается ещё больше. Повышение температуры ускоряет ход ядерных реакций, но не приводит к увеличению давления и расширения звезды, поскольку вещество в белых карликах находится в вырожденном состоянии. Процесс приобретает цепной характер. Разгонная реакция ядерного синтеза быстро нагревает внутреннюю часть комбинированной звезды, и это приводит к взрыву сверхновой[5]. В течение нескольких секунд всё вещество белого карлика разлетается по сторонам[6].
Столкновения нейтронных звезд
Столкновения нейтронных звёзд происходит по сценарию, напоминающему столкновение белых карликов. Когда две нейтронные звезды вращаются вокруг друг друга, то они начинают приближаться друг к другу по спирали. Если их общая масса превышает предел Оппенгеймера — Волкова, то такое столкновение приводит к образованию чёрной дыры. В течение 1-2 тысячных долей секунды возникает магнитное поле, которое в триллионы раз превышает магнитное поле Земли. Астрономы предполагают, что именно это событие приводит к возникновению определенного рода гамма-вспышек[7].
Открытие
Уже несколько поколений астрономов разрабатывают теорию звёздных столкновений. Однако только развитие технологий доказало справедливость этой теории. В 1764 году астроном Шарль Мессье открыл звёздное скопление, которое сейчас называется объект Мессье 30. В XX-м веке астрономы пришли к выводу, что возраст этого скопления составляет около 13 миллиардов лет[8]. С помощью телескопа Хаббл удалось увидеть отдельные его звёзды. С помощью новой технологии астрономы обнаружили, что некоторые звёзды, известные под названием «голубые отставшие звёзды», имеют гораздо меньший возраст, чем другие звёзды внутри скопления[8]. Тогда астрономы выдвинули гипотезу, что эти звёзды как раз и являются результатом столкновения или слияния звёзд, и это дало им дополнительное вещество для продолжения ядерного синтеза, тогда как окружающие звезды уже исчерпали это вещество[8].
Риск столкновения для Солнечной системы
Тогда как в некоторых частях галактики столкновения звёзд встречаются довольно часто, вероятность участия Солнца в этом событии очень мала. Расчет показывает, что столкновение Солнца с другой звездой может случиться раз в 1028 лет[9]. Для сравнения, возраст Вселенной составляет порядка 1010 лет. Вероятность приближения других звёзд к Солнцу также невелика. Период времени можно определить по формуле:
- N ~ 4.2 · D2 Myr−1
где N — число случаев в течение миллиона лет, когда другая звезда приближается на расстояние D от Солнца, выраженная в парсеках[10]. Для сравнения, средний радиус земной орбиты, 1 ае, составляет 4,82 × 10−6 парсек.
Несмотря на малую вероятность непосредственного участия Солнца в таком событии, Земля может пострадать если такое столкновение произойдет «недалеко». По словам астрономов, если столкновение звёзд состоится в пределах 100 световых лет от Земли, то это уничтожит Землю[9]. Однако на таком расстоянии от Земли нет ни одного звездного скопления.
См. также
Напишите отзыв о статье "Столкновение звёзд"
Примечания
- ↑ Fred Lawrence Whipple (1939), Supernovae and stellar collisions
- ↑ 1 2 Chang, Kenneth.[partners.nytimes.com/library/national/science/061300sci-stars-collisions.html «Two Stars Collide; New Star is Born.»], New York Times,New York, 13 June 2000.Retrieved on 14 November 2010.
- ↑ Tylenda, R. (2011-03-11). «[www.aanda.org/index.php?option=com_article&access=doi&doi=10.1051/0004-6361/201016221&Itemid=129 V1309 Scorpii: merger of a contact binary]». Astronomy and Astrophysics 528 (April 2011): A114. arXiv:1012.0163. DOI:10.1051/0004-6361/201016221. . Проверено 2012-09-26.
- ↑ [www.skyandtelescope.com/news/A-Black-Hole-in-Orion-171183711.html A Black Hole in Orion?], Sky & Telescope (26 сентября 2012). Проверено 6 октября 2012.
- ↑ 1 2 González Hernández, J. I. (2012-09-26). «[www.nature.com/nature/journal/v489/n7417/full/nature11447.html No surviving evolved companions of the progenitor of SN 1006]». Nature 489 (7417): 533–536. arXiv:1210.1948. DOI:10.1038/nature11447. PMID 23018963. . Проверено 2012-09-26.
- ↑ Freedman, Roger A., Robert M. Geller, William J. Kaufmann III(2009). The Universe 9th Edition,p.543-545. W.H. Freeman and Company, New York. ISBN 1-4292-3153-X
- ↑ Rosswog, Stephan, «[www.nature.com/nature/journal/v500/n7464/abs/500535a.html Radioactive glow as a smoking gun]», Nature, USA, 29 August 2013. DOI:10.1038/500535a Retrieved on 11 September 2013.
- ↑ 1 2 3 [www.thefreelibrary.com/Stellar+collisions+and+vampirism+give+blue+straggler+stars+a+%22cosmic...-a0215188997 «Stellar Collisions and vampirism give blue stragglers stars a 'cosmic facelift'»], Asian News International, 29 December 2009
- ↑ 1 2 Lucentini, Jack [www.space.com/scienceastronomy/stellar_collisions_000601.html Researchers Claim First Proof That Stars Collide]. Space.com (1 June 2000). — «"By one calculation, the sun is likely to have one crash per 10,000 trillion, trillion years (that’s 28 zeros), and it will burn out on its own accord much sooner than that."» Проверено 15 января 2014. [web.archive.org/web/20040419035725/www.space.com/scienceastronomy/stellar_collisions_000601.html Архивировано из первоисточника 19 апреля 2004].
- ↑ Garcia-Sanchez, J.; Weissman, P. R.; Preston, R. A. & Jones, D. L. (August 24, 1998), "Perturbation of the Oort Cloud by Close Stellar Approaches", Asteroid and Comet Dynamics, Tatrauska Lomnica, Slovak Republic,
Ссылки
- [astro-gr.org/stellar-collisions Pau Amaro Seoane MODEST working group 4 "Stellar Collisions"]. Проверено 30 мая 2013.
Отрывок, характеризующий Столкновение звёзд
Залы были полны. В первой были дворяне в мундирах, во второй купцы с медалями, в бородах и синих кафтанах. По зале Дворянского собрания шел гул и движение. У одного большого стола, под портретом государя, сидели на стульях с высокими спинками важнейшие вельможи; но большинство дворян ходило по зале.Все дворяне, те самые, которых каждый день видал Пьер то в клубе, то в их домах, – все были в мундирах, кто в екатерининских, кто в павловских, кто в новых александровских, кто в общем дворянском, и этот общий характер мундира придавал что то странное и фантастическое этим старым и молодым, самым разнообразным и знакомым лицам. Особенно поразительны были старики, подслеповатые, беззубые, плешивые, оплывшие желтым жиром или сморщенные, худые. Они большей частью сидели на местах и молчали, и ежели ходили и говорили, то пристроивались к кому нибудь помоложе. Так же как на лицах толпы, которую на площади видел Петя, на всех этих лицах была поразительна черта противоположности: общего ожидания чего то торжественного и обыкновенного, вчерашнего – бостонной партии, Петрушки повара, здоровья Зинаиды Дмитриевны и т. п.
Пьер, с раннего утра стянутый в неловком, сделавшемся ему узким дворянском мундире, был в залах. Он был в волнении: необыкновенное собрание не только дворянства, но и купечества – сословий, etats generaux – вызвало в нем целый ряд давно оставленных, но глубоко врезавшихся в его душе мыслей о Contrat social [Общественный договор] и французской революции. Замеченные им в воззвании слова, что государь прибудет в столицу для совещания с своим народом, утверждали его в этом взгляде. И он, полагая, что в этом смысле приближается что то важное, то, чего он ждал давно, ходил, присматривался, прислушивался к говору, но нигде не находил выражения тех мыслей, которые занимали его.
Был прочтен манифест государя, вызвавший восторг, и потом все разбрелись, разговаривая. Кроме обычных интересов, Пьер слышал толки о том, где стоять предводителям в то время, как войдет государь, когда дать бал государю, разделиться ли по уездам или всей губернией… и т. д.; но как скоро дело касалось войны и того, для чего было собрано дворянство, толки были нерешительны и неопределенны. Все больше желали слушать, чем говорить.
Один мужчина средних лет, мужественный, красивый, в отставном морском мундире, говорил в одной из зал, и около него столпились. Пьер подошел к образовавшемуся кружку около говоруна и стал прислушиваться. Граф Илья Андреич в своем екатерининском, воеводском кафтане, ходивший с приятной улыбкой между толпой, со всеми знакомый, подошел тоже к этой группе и стал слушать с своей доброй улыбкой, как он всегда слушал, в знак согласия с говорившим одобрительно кивая головой. Отставной моряк говорил очень смело; это видно было по выражению лиц, его слушавших, и по тому, что известные Пьеру за самых покорных и тихих людей неодобрительно отходили от него или противоречили. Пьер протолкался в середину кружка, прислушался и убедился, что говоривший действительно был либерал, но совсем в другом смысле, чем думал Пьер. Моряк говорил тем особенно звучным, певучим, дворянским баритоном, с приятным грассированием и сокращением согласных, тем голосом, которым покрикивают: «Чеаек, трубку!», и тому подобное. Он говорил с привычкой разгула и власти в голосе.
– Что ж, что смоляне предложили ополченцев госуаю. Разве нам смоляне указ? Ежели буародное дворянство Московской губернии найдет нужным, оно может выказать свою преданность государю импературу другими средствами. Разве мы забыли ополченье в седьмом году! Только что нажились кутейники да воры грабители…
Граф Илья Андреич, сладко улыбаясь, одобрительно кивал головой.
– И что же, разве наши ополченцы составили пользу для государства? Никакой! только разорили наши хозяйства. Лучше еще набор… а то вернется к вам ни солдат, ни мужик, и только один разврат. Дворяне не жалеют своего живота, мы сами поголовно пойдем, возьмем еще рекрут, и всем нам только клич кликни гусай (он так выговаривал государь), мы все умрем за него, – прибавил оратор одушевляясь.
Илья Андреич проглатывал слюни от удовольствия и толкал Пьера, но Пьеру захотелось также говорить. Он выдвинулся вперед, чувствуя себя одушевленным, сам не зная еще чем и сам не зная еще, что он скажет. Он только что открыл рот, чтобы говорить, как один сенатор, совершенно без зубов, с умным и сердитым лицом, стоявший близко от оратора, перебил Пьера. С видимой привычкой вести прения и держать вопросы, он заговорил тихо, но слышно:
– Я полагаю, милостивый государь, – шамкая беззубым ртом, сказал сенатор, – что мы призваны сюда не для того, чтобы обсуждать, что удобнее для государства в настоящую минуту – набор или ополчение. Мы призваны для того, чтобы отвечать на то воззвание, которым нас удостоил государь император. А судить о том, что удобнее – набор или ополчение, мы предоставим судить высшей власти…
Пьер вдруг нашел исход своему одушевлению. Он ожесточился против сенатора, вносящего эту правильность и узкость воззрений в предстоящие занятия дворянства. Пьер выступил вперед и остановил его. Он сам не знал, что он будет говорить, но начал оживленно, изредка прорываясь французскими словами и книжно выражаясь по русски.
– Извините меня, ваше превосходительство, – начал он (Пьер был хорошо знаком с этим сенатором, но считал здесь необходимым обращаться к нему официально), – хотя я не согласен с господином… (Пьер запнулся. Ему хотелось сказать mon tres honorable preopinant), [мой многоуважаемый оппонент,] – с господином… que je n'ai pas L'honneur de connaitre; [которого я не имею чести знать] но я полагаю, что сословие дворянства, кроме выражения своего сочувствия и восторга, призвано также для того, чтобы и обсудить те меры, которыми мы можем помочь отечеству. Я полагаю, – говорил он, воодушевляясь, – что государь был бы сам недоволен, ежели бы он нашел в нас только владельцев мужиков, которых мы отдаем ему, и… chair a canon [мясо для пушек], которую мы из себя делаем, но не нашел бы в нас со… со… совета.
Многие поотошли от кружка, заметив презрительную улыбку сенатора и то, что Пьер говорит вольно; только Илья Андреич был доволен речью Пьера, как он был доволен речью моряка, сенатора и вообще всегда тою речью, которую он последнею слышал.
– Я полагаю, что прежде чем обсуждать эти вопросы, – продолжал Пьер, – мы должны спросить у государя, почтительнейше просить его величество коммюникировать нам, сколько у нас войска, в каком положении находятся наши войска и армии, и тогда…
Но Пьер не успел договорить этих слов, как с трех сторон вдруг напали на него. Сильнее всех напал на него давно знакомый ему, всегда хорошо расположенный к нему игрок в бостон, Степан Степанович Апраксин. Степан Степанович был в мундире, и, от мундира ли, или от других причин, Пьер увидал перед собой совсем другого человека. Степан Степанович, с вдруг проявившейся старческой злобой на лице, закричал на Пьера:
– Во первых, доложу вам, что мы не имеем права спрашивать об этом государя, а во вторых, ежели было бы такое право у российского дворянства, то государь не может нам ответить. Войска движутся сообразно с движениями неприятеля – войска убывают и прибывают…
