DigitalArtSpace

Астрофизики провели исследование формирования звёзд типа λ Boötis — редкого подкласса звёзд спектрального класса A, характеризующегося уникальным химическим составом. В их атмосферах концентрация углерода, азота, кислорода и серы сопоставима с солнечной, в то время как содержание элементов, относящихся к железу, значительно ниже. Долгое время причины этого расхождения оставались невыясненными.

Считается, что аккреция, то есть поглощение звёздами газа из окружающей межзвёздной среды, которая содержит мало тяжёлых элементов, является основной гипотезой. Тем не менее, наблюдения за λ Boötis в составе звёздных скоплений вызвали вопросы к этой модели, поскольку интенсивное ультрафиолетовое излучение массивных звёзд, как предполагается, должно приводить к разрушению газовых дисков и препятствовать накоплению вещества. В качестве объяснения авторы исследования высказали предположение о решающей роли динамики движения звёзд внутри скоплений.

Чтобы оценить жизнеспособность этой гипотезы, исследователи выполнили вычислительное моделирование развития звёздных систем, содержащих от 300 до 3000 звёзд. При проведении расчётов учитывались взаимное гравитационное воздействие между звёздами, изначальное распределение их масс и постепенное увеличение размеров звёздных скоплений. Благодаря этому стало возможным отследить изменения в орбитах отдельных звёзд в течение первых десятилетий миллионов лет.

При анализе фокусировались на звёздах спектрального класса A, способных в процессе эволюции на время отрываться от центральной части системы и пересекать радиус Якоби — область, где гравитационное воздействие скопления значительно уменьшается. За этой границей звёзды попадают в зоны с умеренно стабильной и мало насыщенной газом межзвёздной средой.

В подобных обстоятельствах эффективная аккреция становится вполне реальной. На её скорость в первую очередь влияет относительная скорость движения звезды и газа – чем медленнее это движение, тем быстрее происходит захват вещества. Результаты моделирования демонстрируют, что для звёзд, удаляющихся с небольшой скоростью, темпы аккреции могут достигать 10 ^-14–10^-9 масс Солнца в год, чего достаточно для заметного изменения химического состава атмосферы.

В отличие от них, быстро движущиеся «беглые» звёзды практически не собирают вещество вокруг себя, их скорость аккреции уменьшается до 10 ^-12–10^-10 масс Солнца в год. При этом часть объектов с умеренными скоростями со временем возвращается в центральные области скопления уже с изменённым спектром.

Значимым фактором, сдерживающим формирование планет, является излучение массивных звёзд. В густых звёздных скоплениях интенсивность ультрафиолетового излучения может быть в 100–1000 раз выше, чем в обычной межзвёздной среде, что приводит к распаду газовых дисков за менее чем миллион лет. В менее массивных звёздных системах излучение менее интенсивно, и газовые диски способны сохраняться до 5–10 миллионов лет – достаточного срока для завершения процесса аккреции. Кроме того, существует временной предел, равный примерно 40 миллионам лет, после чего окружающая среда насыщается железом вследствие взрывов сверхновых Ia.

В работе также были проанализированы двойные звёздные системы, отличающиеся химическим составом компонентов, например, HD 87304 и CD-33 6615B. До этого такие системы представляли сложность для объяснения в рамках аккреционной модели. Тем не менее, проведённые расчёты продемонстрировали, что широкие двойные системы способны формироваться на заключительных этапах разрушения звёздных скоплений, когда звёзды взаимодействуют и захватывают друг друга после изменения их химического состава.

Анализ данных свидетельствует о том, что кратковременное покидание звёздами спектрального класса A границ звёздных скоплений может быть правдоподобным объяснением формирования звёзд, подобных λ Boötis. Однако, остаётся несоответствие между требуемой скоростью аккреции, составляющей приблизительно 10 ^-14 масс Солнца в год и наблюдениями белых карликов, для которых верхний предел составляет около 10 ^-17. Это свидетельствует о различиях в физических процессах поглощения вещества в зависимости от этапа эволюции звёзд и указывает на важность проведения дополнительных исследований.

Похожие статьи

Новый алгоритм Дарвина-Гёделя учит искусственный интеллект самостоятельно программировать.

В США производят эффективные процессоры: тайванские чипы TSMC возвращаются на родину для завершения производства.

В продаже — новая Lada Granta с увеличенным дорожным просветом

Новые модели Kia могут появиться на российском рынке.

Недорогой аналог Toyota Camry с пробегом более 2000 км завоевал популярность

Рамный внедорожник BAW 212 T01 с мощным двигателем: «Китайский УАЗ» с комфортом.