Как образуются двойные системы на круговых орбитах, особенно в парах звезд солнечного типа? Используя звездные модели, ученые приближают нас к пониманию того, как потеря энергии в системе приводит к круговым орбитам.
Хорошие вещи приходят парами
Когда вы смотрите на ночное небо, вы можете увидеть только несколько одиночных светящихся точек, но считается, что до 85% всех звезд представляют собой множественные системы — двойные, тройные или даже четверные. Около 50% звезд, подобных нашему Солнцу, на самом деле образуют пары. Двойные системы наблюдались в самых разных формах и размерах, от очень эллиптических орбит, где орбитальный период составляет даже несколько лет, до очень тесных двойных систем с круговыми орбитами, где орбитальный период составляет несколько дней. Круговые орбиты могут быть вызваны рядом физических механизмов, которые постепенно уменьшают эксцентриситет двойной системы с течением времени, но мы до сих пор не знаем, какие из них работают и как. Адриан Баркер (Университет Лидса) рассмотрел двойные системы солнечного типа с круговыми орбитами, чтобы помочь решить эту загадку.
Индукция волн в эволюции двойных систем
Один из возможных способов, которым орбиты двойных звезд могут стать круглыми с течением времени, — это диссипация .приливная: потеря энергии в двойной системе из-за гравитационного искажения участвующих звезд. Баркер проверил эту теорию, смоделировав звезды солнечного типа и маломассивные звезды в двойных системах, используя код эволюции звезд Модулей для экспериментов в звездной астрофизике (MESA). Для моделирования двойных систем Баркер изучил зоны конвекции звезд и разработал приливное рассеяние из-за инерционных волн — колебаний внутри звезд — в системах. Он также исследовал такие взаимосвязи, как изменение радиуса звезды с возрастом и период обращения (максимальный период обращения, при котором двойные орбиты являются идеально круглыми) со временем.
Более ранние теоретические работы по этому вопросу показали, что рассеяние инерционных волн в двойных системах может помочь округлить двойные орбиты, но этого было недостаточно, чтобы объяснить полную круглость орбит двойных систем главной последовательности звезд солнечного типа. . В то время как другие исследования искали другие механизмы для объяснения этого процесса, настоящее исследование заключает, что приливного рассеяния из-за инерционных волн достаточно, чтобы объяснить круговые орбиты двойных систем и синхронизацию вращения звезд. Баркер также обнаружил, что максимальный период, в течение которого орбита становится круговой в результате этого механизма, увеличивается с возрастом двойной системы, что согласуется с наблюдениями за двойными системами главной последовательности.
Хотя это исследование было сосредоточено на очень упрощенной модели и включало проверочные расчеты, автор надеется, что в других исследованиях приливное рассеяние будет рассмотрено более подробно с более сложными расчетами, при этом основное внимание будет уделено динамической эволюции звездного населения.