Цивилизация
Происхождение и эволюция двойных звезд в течение долгого времени оставались одними из центральных проблем астрофизики. Наблюдательные данные указывают на то, что двойные звезды представляют собой значительную часть звездного населения галактик, более того, некоторые звезды входят в состав систем из трех и более звезд. Так, к примеру, ближайшая к нам альфа Центавра является тройной звездной системой.
Рождаются ли такие звезды вместе или притягиваются друг к другу уже в ходе эволюции, и, наконец, всегда ли было Солнце одиночной звездой?
Споры об этом ведутся сотни лет, в последние годы ученые создали не одну компьютерную модель, описывающую коллапс газопылевых облаков, и одна из них, созданная Павлом Крупой из Университета Бонна несколько лет назад, позволила ему заключить, что все звезды должны рождаться двойными.
Подкрепить эту гипотезу данными наблюдения решили ученые из Калифорнийского университета в Беркли и Гарвардского университета. Для этого они исследовали самые молодые звезды в естественном для них окружении — скоплениях газа и пыли, из которых в результате гравитационного сжатия формируются новые звезды. Объектом их исследования стало молекулярное облако в созвездии Персея, где идет активное звездообразование. Оно расположено в 600 световых годах от Земли и простирается на 50 световых лет. В прошлом году астрономы при помощи сети телескопов Very Large Array провели первый в своем роде радиообзор молодых звезд, относительно недавно родившихся в этом облаке.
Все эти звезды были разделены на два класса. В нулевой вошли звезды моложе 500 тыс. лет, в первый — возрастом 0,5–1 млн лет. Кроме того, при помощи оптических наблюдений астрономы выявили пылевые «коконы», внутри которых происходит звездообразование. Используя эти данные, астрономы под руководством Сары Садавой из Смитсоновской астрофизической обсерватории набрали неплохую статистику двойных и одиночных звезд в молекулярном облаке Персея.
Ими были выделены 55 молодых звезд, составляющих 24 кратные системы, в большинстве двойные, и 45 одиночных звезд. Дальнейший анализ привел ученых к неожиданным результатам. Выяснилось, что все широко разнесенные двойные системы (с расстоянием между звездами более 500 астрономических единиц) состоят из молодых звезд класса 0. Кроме того, эти системы вытянуты вдоль большой оси яйцевидных коконов, внутри которых родились. Более возрастные звезды класса I оказались ближе друг к другу, на расстоянии порядка 200 а.е., и без явно выраженной ориентации в пространстве.
«Подобное не наблюдалось ранее и не проверялось, и является сверхинтересным, — считает Садавой. — Мы не знаем пока, что это означает, но это обстоятельство не случайно и что-то говорит о том, как формируются двойные звезды».
В своей работе ученые математически смоделировали различные сценарии звездообразования, чтобы попытаться объяснить наблюдаемую зависимость, и лишь одна модель смогла это сделать. Согласно этой модели, все звезды с околосолнечной массой образуются в виде двойных 0-типа в плотных газопылевых ядрах, имеющих форму яйца,
и 60% этих двойных со временем разлетаются, остальные — наоборот, сближаются, образуя тесные двойные системы.
«По нашей модели, одиночные маломассивные звезды наподобие Солнца не являются первичными, — считает соавтор исследования Стивен Сталер, — они являются результатом разрушения двойных». Подтвердить новую теорию вскоре смогут новые наблюдения в радиодиапазоне, большие надежды ученые возлагают на новую радиообсерваторию ALMA в Чили.
«Никто до нас не занимался систематическим исследованием того, как реальные молодые звезды соотносятся с облаками, которые порождают их. Теперь мы уверены, что большинство звезд, похожих на Солнце, формируются как двойные. Думаю, на сегодня мы имеем самые убедительные свидетельства этому», — считает Сталер.
Известно, что ряд ученых высказывали гипотезы о существовании у Солнца гипотетической трудно обнаруживаемой звезды-близнеца, которая может возмущать орбиты астероидов и заставлять их падать на Землю чаще. Звезда даже получила название Немезида в честь древнегреческой богини возмездия, были предположения, что ее воздействие и привело к вымиранию динозавров на Земле.
Примечательно, что в самой работе ученых ни Солнце, ни Немезида не встречается ни разу, однако в популярном релизе, сопровождающем статью, ученые развивают идею, что и Солнце могло родиться одновременно со звездой-близнецом. «Мы считаем, что, возможно, Немезида существовала давным-давно», — считает Сталер. Если это так, звезда-близнец Солнца когда-то находилась в 17 раз дальше, чем Нептун, а спустя миллиарды лет удалилась от него и смешалась с другими звездами в нашей области галактики, предполагают астрономы.