Kaip susidaro žvaigždės, kurių neturėtų būti?

Nauji skaičiavimai atskleidė, kad žvaigždės galėjo susidaryti tuomet, kai lengvesnės žvaigždės, skriejusios aplink viena kitą dvinarėje sistemoje, susidūrė ir susiliejo, rašo „Space.com“.

„Įsivaizduokite dvi didžiules žvaigždes, skriejančias arti viena kitos, tačiau šią porą į skirtingas puses traukia kaimyninių žvaigždžių gravitacinė trauka. Jei jų pirminė sukimosi orbita ištempiama pakankamai daug, tuomet prasilenkdamos žvaigždės susiduria ir suformuoja vieną ypač masyvią žvaigždę“, – teigė tyrimo vadovas Sambaranas Banerjee iš Bonos universiteto Vokietijoje.

Norint įminti šią mįslę, prireikė iš tiesų milžiniškų skaičiavimų. S. Banerjee su kolegomis kompiuteriais modeliavo sąveiką tarp žvaigždžių į R136 panašiame telkinyje. R136 – regionas Tarantulo ūke, kur susiformavo visos keturios ultramasyvios žvaigždės. Tarantulo ūkas, 1 tūkst. šviesmečių skersmens dujų ir dulkių debesis, taip pat vadinamas „30 Doradus“ (30 Dor) kompleksu, yra Didžiajame Magelano Debesyje, trečioje pagal artumą Paukščių Takui galaktikoje.

Į tyrėjų R136 primenančio telkinio modelį įtrauka daugiau kaip 170 tūkst. žvaigždžių, visos kurios iš pradžių buvo normalios masės ir erdvėje pasiskirstė laukiamu būdu. Norėdama apskaičiuoti, kaip ši sistema keičiasi bėgant laikui, kompiuterinė simuliacija turėjo daugybę kartų spręsti 510 tūkst. lygčių sistemą, atsižvelgiant į tokius veiksnius kaip trauka, branduolinės reakcijos ir kiekvienos žvaigždės išskiriama energija bei tai, kas vyksta, kai dvi žvaigždės susiduria.

„Turint šias sudedamąsias dalis, mūsų R136 modeliai yra sudėtingiausi ir intensyviausi N-kūnų skaičiavimai, kurie kada nors atlikti“, – teigė Pavelas Kroupa ir Seungkyung Oh, tyrimų komandos nariai, kalbėdami apie labai intensyvius skaičiavimus, naudojamus tiksliai modeliuoti bet kokį skaičių (N) kūnų (žvaigždžių). Tyrėjai naudojo N-kūnų integravimo kodą, sukurtą Kembridžo astronomo, ir surado naują būdą, kaip pagreitinti skaičiavimus. Tam jie pasitelkė vaizdo žaidimų kortas, kurias įdėjo į kitais požiūriais paprastus kompiuterius.

Bonos mokslininkai nustatė, kad „žvaigždės monstrės“ susiformavo jų modeliuotame į R136 panašiame telkinyje. Kiekviena jų iš pradžių buvo didelė, bet įprasta žvaigždė, priklausanti dvinarei porai, nesunkesnė nei universali 150 Saulės masių riba. Tačiau kažkuriuo metu netolimų žvaigždžių gravitacinė trauka iškreipė jų orbitas, tad žvaigždžių pora susidūrė.

„Nors dviejų ypač masyvių žvaigždžių susidūrimas susijęs su ypač sudėtinga fizika, mes vis tiek įsitikinę, kad tai paaiškina žvaigždes monstres, kurias matome Tarantulo ūke“, – sakė S. Banerjee.

„Galime lengviau atsikvėpti, nes susidūrimas reiškia, kad ultramasyvias žvaigždes paaiškinti daug lengviau. Vis dėlto viršų ima žvaigždžių formavimosi universalumas“, – pridūrė jis.