Големите звезди не се сблъскват

Дълго време астрономите смятаха, че масата на звездите във Вселената не може да бъде по-голяма от 150 слънчеви. Но наскоро в Големия и Малкия Магеланов облак (спътници на нашата галактика) били забелязани звезди с 200-300 слънчеви маси.

Тогава възникнала надеждата, че тези масивни обекти при сблъсък със себеподобни (в случай на двойни системи) могат да предизвикат гравитационни вълни с такава сила, че най-сетне да бъдат регистрирани на Земята и така да се потвърди съществуването на това интересно явление.

Освен това моделиране показало, че дори в края на своя жизнен цикъл такива звезди пораждат черни дупки със звездна маса, само че значително по-масивни от другите черни дупки от подобен род. Взаимно въртящата се двойка тежки черни дупки при сливане би предизвикала забележими гравитационни вълни. Така че и в този случай имало надежди да се уловят сигнали от подобни събития.

Наблюдателната практика обаче отказвала да предостави на астрономите следи от такива сблъсъци и тогава група учени начело с Кшиштоф Белчински от Варшавския университет се заели да проверят доколко такова събитие изобщо е вероятно.

Изчисленията показали следното: за да образуват масивните звезди двойка, те трябва да се намират на значително разстояние една от друга – от порядъка на няколкостотин до няколко хиляди слънчеви радиуса. Ако протозвездите (звезди в началото на еволюционния си път) в такава система започнат да се формират по-близо, то плътността на веществото там ще бъде прекалено голяма и всичко ще завърши с колапс на двойката протозвездни ядра в едно светило. А ако те се раждат на голямо разстояние, то обичайният механизъм, водещ до падането на едната звезда върху другата, просто няма да работи.

Обикновено, за да се сближат и да се сблъскат, двойката звезди трябва първоначално да загуби енергията си на въртене. Най-важно в случай на такава загуба е образуването на обща газова обвивка – атмосферите на близко разположените звезди започват да се сливат, триенето на светилата рязко се повишава и тяхното движение постепенно се забавя. След като двойката загуби достатъчно енергия, двете светила може да се сблъскат.

Ако разстоянието достига стотици и хиляди радиуси, то трудно може да се образува обща обвивка. Освен това дори на по-късните стадии от своето развитие свръхмасивните звезди не могат да се разширяват ефективно – те са толкова тежки, че тяхната повърхност и без това едва ли е стабилна. „Това означава, че няма никакъв физичен механизъм, който би могъл да накара техните орбити да станат по-тесни”, твърди Белчински.

Образуването на обща газова обвивка е затруднено при звездите, които са отдалечени на хиляди слънчеви радиуси една от друга.
© NASA

Остава последният вариант за загуба на кинетична енергия на звездите – това е генерация на гравитационните вълни. Уви, привличането отслабва пропорционално на квадрата на разстоянието, тъй като толкова далечни една от друга звезди просто не могат за кратко време да създадат мощни гравитационни вълни, а оттам и загубата на енергия по този начин ще бъде много бавна.

В конкретни цифри сближаване от такъв род трябва да отнема десетки милиарди години. Това не е по-дълго от съществуването на нашата Вселена, но и много превишава времето, в което, ако се вярва на съвременната физика, създание, подобно на човека, може да се надява да просъществува, преди условията да престанат да бъдат приемливи за него. С други думи, нито ние, нито потомците ни ще видят такива гравитационни вълни.