Чи була у Сонця зірка-близнюк?

Чи була у нашого Сонця зірка-близнюк, коли воно народилося 4,5 мільярда років назад? Скоріше за все так – хоча і не ідентичний близнюк. Як і у любої сонячної зірки у Всесвіті. Як народилися бінарні і триплетні зоряні системи, такі, як Альфа Центавра? Одна зірка захопила іншу? Чи бінарні зірки іноді розділяються і стають поодинокими зірками?

Немезіда втекла від Сонця?

Астрономи давно шукали компаньйона нашого Сонця – зірку, названу Немезідою, яка, можливо, знаходилася поряд з нашим Сонцем, а йдучи, знищила динозаврів. “Ми вважаємо, що Немезіда існувала”, – сказав співавтор Стівен Шталер, дослідницький астроном Каліфорнійського університету у Беркли. Нове твердження ґрунтується на радіоопроміненні велетенської молекулярної хмари, заповненої нещодавно сформованими зірками в сузір’ї Персея та математичної моделі, яка може пояснити спостереження за ними. Учені провели серію статистичного моделювання, щоб дослідити популяції молодих поодиноких зірок та бінарних систем зірок усіх розмірів у хмарі Персея, і єдиною моделлю, яка змогла відтворити дані, була та, в якій усі зірки формуються спочатку як широкі подвійні зорі.
Ці системи впродовж мільйона років або стискаються, або розриваються. У цьому дослідженні “широкий” означає, що дві зірки розділені більш ніж 500 астрономічними одиницями, де одна астрономічна одиниця є середньою відстанню між сонцем і Землею (93 мільйони миль). Компаньйон нашого Сонця знаходився б в 17 разів далі, ніж найдальша планета – Нептун. Ґрунтуючись на цій моделі, зірка-близнюк Сонця, швидше за все, втекла і змішалася з іншими зірками нашої галактики Чумацький Шлях. “Ідея про те, що багато зірок формуються разом з компаньйоном, була запропонована раніше, але питання: скільки”? – сказала автор дослідження Сара Садавой, співробітник НАСА Габбл в Смітсонівскої астрофізичної обсерваторії. “Ґрунтуючись на нашій простій моделі, ми упевнені, що майже усі зірки формуються разом із компаньйоном”.

Зірки народжуються у “щільних ядрах”

Астрономи роздумували про походження бінарних і багатозоряних систем впродовж сотень років, а останніми роками створили комп’ютерне моделювання мас газу, що рушилися, щоб зрозуміти, як вони конденсуються під дією сили тяжіння в зірці. Вони також моделювали взаємодію багатьох молодих зірок, нещодавно звільнених від їх газових хмар. Кілька років тому одно таке комп’ютерне моделювання, проведене Павлом Крупою з Боннського університету, привело його до висновку, що усі зірки народжуються як двійкові системи. Проте прямих даних зі спостережень було мало. Астрономи вже декілька десятиліть знають, що зірки народжуються усередині яйцевидних коконів, що називаються щільними ядрами, які розбризкуються по величезних хмарах холодного молекулярного водню, якій є зоряною колискою для молодих зірок. Через оптичний телескоп ці хмари виглядають як діри в зоряному небі, тому що пил, що супроводжує газові блоки, світить як від зірок, що утворюються усередині, так і від зірок зовні.
Проте хмари можуть бути досліджені за допомогою радіотелескопів, оскільки холодні частки пилу в них випромінюють радіохвилі, а радіохвилі не блокуються пилом.

Кожна молода зірка мала близнюка?

Молекулярна хмара Персея – один з таких зоряних розплідників на відстані близько 600 світлових років від Землі. Минулого року команда астрономів завершила огляд великого масиву, щоб розглянути народження зірок усередині хмари. Це був перший повний огляд усіх молодих зірок в молекулярній хмарі, тобто зірок віком менше 4 мільйонів років. Досліджувалися як поодинокі, так і групи зірок з розділенням до 15 астрономічних одиниць. Дослідження охопило усі зірки з розділенням більше, ніж радіус орбіти Урану – 19 AU. Також був зроблений перепис усіх зірок класу 0 – тих, яким менше, ніж 500 000 років, і зірок класу I – віком приблизно від 500 000 до 1 мільйона років.
Обидва типи зірок настільки молоді, що вони ще не спалюють водень для виробництва енергії. Результати були об’єднані з додатковими спостереженнями, які розкривають яйцевидні кокони навколо молодих зірок. Використовуючи ці дані, Садавой і Стахлер виявили, що усі широко розділені подвійні системи – зірки, розділені більш ніж 500 а.е., – були дуже молодими системами, що містять дві зірки класу 0. Ці системи також, як правило, були вирівняні з довгою віссю яйцевидної щільної серцевини. Дещо старіші бінарні зірки класу I були ближчі одна до одної,  дехто з них був розділений приблизно на 200 а.е. і не проявляв тенденції до вирівнювання уздовж осі яйця.
Яйцевидні ядра руйнуються в два центри, і астрономи математично моделюють різні сценарії, щоб пояснити цей розподіл зірок –  включаючи формування, руйнування і час скорочення орбіти. Вони дійшли висновку, що єдине пояснення полягає в тому, що усі зірки з масою як у Сонця народжуються як широкі подвійні системи класу 0 в яйцевидних щільних ядрах, після чого з часом приблизно 60 відсотків розщеплюються. Інші стискаються, утворюючи щільні подвійні системи. “У міру того, як яйце стискається, найщільніша частина яйця буде спрямована ​​в середину і яка утворює дві концентрації щільності уздовж середньої осі”, – сказав він. “Ці центри з більш високою щільністю в якийсь момент руйнуються самі по собі із-за їх самогравитації, щоб утворити зірки класу 0”.
“У нашій картині поодинокі сонячні зірки з малою масою не є первинними”, – додав Сталер. “Вони є результатом розпаду подвійних зіркових систем”. Їх теорія припускає, що кожне щільне ядро, яке зазвичай містить декілька сонячних мас, перетворить в два рази більше матеріалу в зірки, як це вважалося раніше.