Могли ли две звезды, которые сейчас движутся как пара, начать свою жизнь по отдельности? Новое исследование массивных протозвёзд в системе IRAS 07299−1651 указывает именно на такую возможность. Их орбита необычно вытянута, а пылевые диски вокруг двух молодых звёзд наклонены в разных направлениях — это признаки, которые соответствуют тесному сближению, когда обе звезды ещё формировались.
Это иная картина, чем две звезды, растущие бок о бок внутри одного общего диска. Различие важно: астрономы считают, что по крайней мере 90% массивных звёзд принадлежат к двойным или более сложным системам, но до сих пор выясняют, как возникают такие партнёрства. Понимание формирования массивных двойных систем может помочь объяснить, как собираются самые яркие звёзды и как они перестраивают своё окружение.
Восемь лет движения раскрывают трёхмерную головоломку
Звёзды погребены в газе и пыли, из которых они растут, поэтому один снимок не может показать, как они движутся друг относительно друга. Вместо этого исследовательская группа сравнила наблюдения, сделанные почти за восемь лет. ALMA и Very Large Array отслеживали тонкие смещения положения пары, а инфракрасные снимки космического телескопа Джеймса Уэбба и Very Large Telescope помогли показать окружающую структуру.
Эти небольшие изменения складываются. Объединив движение с измерениями газа вокруг звёзд и направлением их джетов, команда реконструировала систему в трёх измерениях: орбита, два околозвёздных диска и истечения стали частями одной картины.
Результат поразителен. Предпочтительные орбитальные решения сильно эксцентричны, близки к параболической траектории, а не аккуратны и почти круговы. Два диска также сильно рассогласованы с орбитальной плоскостью и друг с другом. Если бы обе звезды формировались внутри одного вращающегося диска, исследователи ожидали бы более согласованного расположения.
Встретились ли звёзды до того, как завершили формирование?
Предлагаемое командой объяснение называется сценарием слияния ядер (core-merger scenario). В этой картине два отдельных, изначально несвязанных сгустка газа начали формировать каждый свою массивную звезду. Затем молодые объекты сблизились достаточно, чтобы гравитация свела их вместе, пока окружающий их родильный материал ещё присутствовал.
Как только команда реконструировала орбиту, она смогла задать вопрос: когда пара была ближе всего? Некоторые репрезентативные решения помещают это сближение примерно за 60 лет до наблюдений — мгновение по меркам звёздообразования. Ни один телескоп не наблюдал саму встречу; это время выведено из измеренного движения и орбитальных моделей.
Сейчас пара находится примерно в 200 астрономических единицах друг от друга — примерно в пять раз больше среднего расстояния Плутона от Солнца. Пока неясно, останутся ли две звезды связанными навсегда. Их движение находится near границы между орбитой, которая удерживает пару вместе, и той, что в конечном итоге может позволить им разойтись, а их общий газ всё ещё может влиять на то, что произойдёт дальше.
Одна пара может проверить более крупную идею
Одна система не может рассказать астрономам, как часто массивные двойные системы формируются таким образом. Но она даёт им полезный образец для поиска: сильно вытянутая орбита в сочетании с дисками, указывающими в разных направлениях. Долгосрочные наблюдения других молодых двойных систем могли бы показать, являются ли тесные сближения между отдельными звёздными эмбрионами редкими курьёзами или важным путём к компаньонам, которые так часто есть у массивных звёзд.
Curiosmos недавно рассмотрел другой вид звёздного партнёрства — четырёхзвёздную систему, члены которой раскрывают своё расположение через редкую последовательность затмений. В IRAS 07299−1651 именно движение пары и наклонённые диски сохраняют ключи к тому, как могли начаться эти отношения.
Следующий шаг — наблюдать больше молодых пар достаточно долго, чтобы увидеть, появится ли эта необычная геометрия снова. Каждая из них может дать ещё один взгляд на момент, когда одинокое начало звезды превращается в общее будущее.
Почему это важно
Формирование массивных звёзд остаётся одной из наименее понятных областей астрофизики. Они редки, живут недолго, окружены плотной пылью и газом, и почти всегда имеют компаньонов. Если предложенный сценарий подтвердится на других системах, это изменит представления о том, как возникают двойные и кратные системы — не только как результат совместного роста в одном диске, но и как следствие динамических встреч между независимо формирующимися протозвёздами.
Кроме того, такие встречи могут влиять на распределение массы, момент импульса и даже на дальнейшую эволюцию звёзд. А значит, это важно не только для понимания отдельных систем, но и для моделей целых звёздных популяций и галактик.
Источники и дополнительная литература: наблюдения ALMA, Very Large Array, космического телескопа Джеймса Уэбба и Very Large Telescope; исследование системы IRAS 07299−1651; материалы Curiosmos о четырёхзвёздной системе с редкими затмениями.
Ваш комментарий