По всему Млечному Пути пары почти идентичных звезд вращаются вокруг друг друга, разделенные огромными расстояниями. Что последние исследования могут сказать нам о том, как формируются эти системы?
Прорыв в области двойных звезд
Изучая двойные звезды , астрономы надеются понять детали звездообразования, а также то, как повторяющиеся гравитационные столкновения могут формировать звездные системы после их формирования. Хотя двойные звезды очень популярны, они не лишены секретов, и недавние данные выявили интригующие подробности о двойных системах в нашей галактике .
Один из выводов состоит в том, что широко разнесенные двойные системы, в которых звезды имеют почти одинаковую массу, — широкие двойные системы — встречаются чаще, чем ожидалось. Ожидается, что двойные системы возникнут из единого диска из звезд и пыли, но эти диски обычно намного меньше, чем текущее разделение компонентов системы.
Если эти далекие компаньоны сформировались близко друг к другу в одном диске, прежде чем сместиться в свои нынешние местоположения в результате гравитационных столкновений, эти системы должны иметь чрезвычайно вытянутые (эксцентрические) орбиты — и с помощью космического корабля Gaia мы можем проверить это предсказание для тысяч звезд.
Обнаружение эксцентриситета
Широким бинарным системам требуется более тысячи лет, чтобы совершить один оборот по орбите, что делает измерение эксцентриситета отдельной системы сложной задачей. Вместо этого Сян-Чи Хван (Институт перспективных исследований) использовал статистический метод для одновременного изучения почти миллиона двойных систем. Используя данные о положении и скорости звезд с Gaia, команда измерила угол между двумя векторами: одним, который описывает разницу в движении двойных компонентов по небу, и другим, который соединяет две звезды.
Сравнив угол между этими векторами с теоретическими предсказаниями для популяции звезд с разным эксцентриситетом, команда обнаружила, что двойные системы с орбитальным расстоянием 400–1000 а.е. , как правило , имеют чрезвычайно эксцентричные орбиты. В частности, существует большое количество систем с эксцентриситетом от 0,95 до 1,0.
Способность
к формированию Это открытие предполагает, что широкие двойные системы, вероятно, формируются близко друг к другу, прежде чем потенциально могут быть разделены, но как эти системы достигают своих эксцентричных орбит, до сих пор неясно. Хван и его коллеги изучают несколько возможностей:
1. Немедленный «толчок» может превратить близкую круговую орбиту в орбиту с большим эксцентриситетом, но неясно, какой процесс может обеспечить этот толчок;
2. В широких эксцентричных двойных системах может быть три звезды, причем третья звезда является близким неразделимым компаньоном одной из двух далеко разнесенных звезд. Однако предыдущие исследования показывают, что неразрешенные звездные спутники не являются особенно распространенным явлением среди двойных систем;
3. Взаимодействия между молодой двойной системой и окружающим диском могут увеличить эксцентриситет системы. Этот процесс применим ко всем тесным двойным системам, а не только к близнецам, но результаты могут быть более выраженными в популяции двойных двойных систем, потому что двойные двойные звезды чаще встречаются в тесных двойных системах.
Формирование широких эксцентричных двойных систем имеет значение и для одиночных звезд; Хван и его соавторы указывают на возможность того, что тот же процесс, который выводит тесные двойные системы на орбиты с большим эксцентриситетом, вероятно, полностью разделяет некоторые системы, создавая пары «блуждающих» звезд, которые движутся в противоположных направлениях по галактике.