Matematika je jednoduchá: hviezda + iná hviezda = väčšia hviezda.
Z koncepčného hľadiska to funguje dobre, nezohľadňuje však extrémne veľké vzdialenosti medzi hviezdami. Dokonca aj v zhlukoch, kde je hustota hviezd výrazne vyššia ako v hlavnom disku, je počet hviezd na jednotku objemu taký nízky, že zrážky astronómovia sotva zvažujú. Hviezdna hustota musí samozrejme v určitom okamihu dosiahnuť bod, v ktorom sa pravdepodobnosť kolízie stane štatisticky významnou. Kde je tento bod zlomu a existujú nejaké miesta, ktoré by mohli skutočne urobiť rez?
Na začiatku vývoja modelov hviezdnej formácie nebola nevyhnutne obmedzená nutnosť hviezdnych zrážok na výrobu veľkých hviezd. Prvé modely formovania pomocou narastania naznačovali, že narastanie môže byť nedostatočné, ale keď sa modely stávali zložitejšie a presúvali sa do trojrozmerných simulácií, ukázalo sa, že zrážky jednoducho nie sú potrebné na naplnenie režimu vyššej hmotnosti. Táto predstava upadla z milosti.
Existujú však dva nedávne dokumenty, ktoré skúmali možnosť, že hoci sú určite zriedkavé, môžu existovať určité prostredia, v ktorých dôjde ku kolíziám. Primárnym mechanizmom, ktorý v tom pomáha, je predstava, že keď zhluky prechádzajú medzihviezdnym médiom, nevyhnutne zachytia plyn a prach a pomaly zvyšujú hmotnosť. Toto zvýšenie hmoty spôsobí, že sa zhluk zmrští, čím sa zvýši hustota hviezd. Štúdie naznačujú, že na to, aby bola pravdepodobnosť kolízie štatisticky významná, je potrebné, aby klaster dosiahol hustotu približne 100 miliónov hviezd na kubický parsek. (Pamätajte, parsek je 3.26 svetelných rokov a je to zhruba vzdialenosť medzi Slnkom a našou najbližšou susednou hviezdou.)
V súčasnosti sa takáto vysoká koncentrácia nikdy nepozorovala. Aj keď niektoré z týchto príčin sú určite dôsledkom zriedkavosti takýchto hustôt, obmedzenia pozorovania pravdepodobne hrajú rozhodujúcu úlohu pri sťažovaní odhalenia takýchto systémov. Ak sa majú dosiahnuť také vysoké hustoty, na rozlíšenie týchto systémov by bolo potrebné mimoriadne vysoké priestorové rozlíšenie. Numerické simulácie extrémne hustých systémov budú musieť nahradiť priame pozorovania.
Zatiaľ čo potrebná hustota je priama, ťažšou témou je to, aký druh zhlukov by mohol byť schopný splniť takéto kritériá. Aby sa to vyšetrilo, tímy, ktoré píšu posledné príspevky, vykonali simulácie Monte Carlo, v ktorých mohli meniť počet hviezd. Tento typ simulácie je v podstate modelom systému, ktorý je schopný opakovane hrať ďalej s mierne odlišnými začiatočnými konfiguráciami (ako sú počiatočné polohy hviezd) a spriemerovaním výsledkov mnohých simulácií, približného pochopenia správania systém je dosiahnutý. Počiatočné skúmanie naznačovalo, že takúto hustotu je možné dosiahnuť v klastroch už s niekoľkými tisíckami hviezd za predpokladu, že akumulácia plynu bola dostatočne rýchla (klastre majú tendenciu pomaly sa rozptyľovať pri prílivovom odlivu, čo môže pôsobiť proti tomuto účinku na dlhšie časové obdobia). Model, ktorý používali, však obsahoval početné zjednodušenia, pretože vyšetrovanie uskutočniteľnosti takýchto interakcií bolo iba predbežné.
Najnovšia štúdia, ktorá bola včera odovzdaná do arXiv, obsahuje realistickejšie parametre a zistila, že celkový počet hviezd v zoskupeniach by musel byť bližšie k 30 000, než dôjde ku kolíziám. Tento tím tiež navrhol, že by bolo potrebné splniť viac podmienok vrátane rýchlosti vyhostenia plynu (pretože nie všetok plyn by zostal v klastri, ako prvý tím predpokladal pre jednoduchosť) a stupeň hromadnej segregácie (ťažšie hviezdy klesajú na stredné a ľahšie vznášajú smerom von a keďže ťažšie sú väčšie, vlastne sa tým znižuje hustota čísel a zvyšuje sa hustota hmoty). Aj keď veľa guľových zhlukov dokáže ľahko splniť požiadavky číslo hviezd, tieto ďalšie podmienky by pravdepodobne neboli splnené. Navyše, guľové zhluky trávia málo času v oblastiach galaxie, v ktorých by sa pravdepodobne stretli s dostatočne vysokou hustotou plynu, aby sa umožnilo nahromadenie dostatočnej hmotnosti v potrebných časových intervaloch.
Existujú však zoskupenia, ktoré by mohli dosiahnuť dostatočnú hustotu? Najhustejšou známou galaktickou skupinou je skupina Arches. Je smutné, že tento klaster dosahuje iba skromných ~ 535 hviezd na kubickú parsec, stále príliš nízko na to, aby došlo k veľkému počtu zrážok. Jeden beh simulačného kódu s podmienkami podobnými podmienkam v klastri Arches však predpovedal jednu kolíziu za približne 2 milióny rokov.
Celkovo sa zdá, že tieto štúdie potvrdzujú, že úloha zrážok pri formovaní veľkých hviezd je malá. Ako už bolo uvedené vyššie, zdá sa, že metódy narastania spôsobujú široký rozsah hviezdnych hmôt. Napriek tomu v mnohých mladých zhlukoch, ktoré sa stále tvoria hviezdy, astronómovia zriedka nachádzajú hviezdy oveľa viac ako 50 solárnych hmôt. Druhá štúdia v tomto roku naznačuje, že toto pozorovanie ešte môže ponechať priestor pre kolízie, aby mohli zohrávať neočakávanú úlohu.
(POZNÁMKA: Aj keď je možné navrhnúť, že ku kolíziám by mohlo dôjsť aj ako k rozpadu obežnej dráhy binárnych hviezd v dôsledku prílivových interakcií, tieto procesy sa všeobecne označujú ako „fúzie“. Termín „kolízia“ použitý v zdroji materiály a tento článok sa používa na označenie zlúčenia dvoch hviezd, ktoré nie sú gravitačne viazané.)
zdroj:
