单颗恒星在“恒星对”或“恒星组”碰撞产生

伤我心太深

为什么一些恒星偏爱独居，而另一些或“成双成对”或“三人行”，马克斯普朗克射电天文学研究所和波恩大学的天文学家团队利用成熟的计算机模型能够回答这个问题。

总的论点是，发表在《皇家天文学会月刊》上，不同的恒星形成环境决定了恒星是否保留它们的伴侣星。因为新形成的恒星不是单独出生的，而是在云和星云内部成组出生，其中一些恒星如何成为独居的令天文学家困惑，尤其是银河系内存在的恒星系统的类型。

艺术家印象中的年轻双星。波恩大学的天文学家认为这些恒星因为其它碰撞的恒星对或者恒星组而被拆散分开。

在热的新诞生恒星组分散进入银河系之前，它们绕着出生地转动，和它们的伴侣之间因为具有侵略性的引力的本质而互动。“在许多事例内，恒星对被拆散为两颗单独的恒星，这和在拥挤的舞池里一对舞者在和另几对舞者碰撞后被分开是一样的，”国际马克斯普朗克天文学和天体物理学研究学校的博士生和成员迈克尔·马克斯说。

然而，似乎并不是所有发生碰撞的恒星组和恒星对都不幸地失去了它们的伴侣星，即使这些恒星碰撞的后果不总是可以预期的。“双星－双星碰撞的后果常常是一对双星和两颗单独的恒星，”Pavel Kroupa说，波恩大学天文学研究所的教授。“有时候的后果是四颗单独的恒星，没有双星。一种后果出现的频率的计算是受到很多相关因素的影响，能够和大型强子对撞机(LHC)里被研究的散射或者碰撞事件进行比较，在那里亚原子粒子互相碰撞，物理学家观测撞击中飞出的各种各样的粒子。”

三星系统和双星系统碰撞的结果就更加复杂了，通常认为暂时地形成一个致密的五星系统，然后变得不稳定，最终在数万到数十万年间衰减或者分裂，从而形成几种可能的结果。“如果三星系统和双星系统碰撞，那么大多数情况下将飞出三颗恒星和一对双星，有时候则形成一个三星系统[和两颗单独的恒星]或者甚至一个四星系统和一颗自由漂浮的恒星”Kroupa补充道。

然而，根据Kroupa，大多数恒星形成双星系统。“甚至我们的太阳可能也曾经是双星系统，它可能在其出生的年轻星团内的碰撞中丢失了伴侣星，”他告诉《今日天文学》。“伴侣星的存在是一件遥远的事情，因为不然的话太阳系不可能形成。”如果这是真实的，那么当恒星被分开时，双星的数目在恒星扩散到更广袤的星系内之前就已经减少了。

计算机模型没有停留在仅仅模拟银河系。这是首次能够利用计算机模型研究任何星系的双星系统的内容。

因为恒星“育婴所”不都是相同的，也不是同样地拥挤的，恒星的密度是变化的。大多数双星在更高的密度组内部形成，更多的互动有可能发生，这些双星被分裂为单独的恒星。这解释了为什么每个恒星组的单独恒星和双星的数目是变化的，诞生恒星的区域是分散的，这取决于最初的恒星密度。

波恩大学的天文学家的计算机模型发现了这个结论，使得计算各种密度区域内的恒星和双星的数目比的计算成为可能。这让确定不同类型的诞生地点如何形成双星系统和单独恒星进入更广阔的银河系内。“从这些数目中如何计算出银河系的成份是简单的：我们只是把所有分散的组内的单独恒星和双星的数目加起来，建立了一个更广阔星系的成员表，”Kroupa说。

然而，Kroupa和Marks认为这种模型并不仅仅停留在模拟银河系，但是能够在广泛得多的范围内使用。“我们现在能够首次计算出任何星系的双星系统内的内容，从最微小的矮椭球体到最大质量的星系，是银河系质量的一千倍，”Kroupa总结道。