A matemática é simples: Estrela + Outra estrela = Estrela maior.
Embora conceitualmente isso funcione bem, ele não leva em conta as distâncias extremamente vastas entre as estrelas. Mesmo em aglomerados, onde a densidade de estrelas é significativamente maior que no disco principal, o número de estrelas por unidade de volume é tão baixo que as colisões são pouco consideradas pelos astrônomos. Certamente, em algum momento a densidade estelar deve atingir um ponto em que a chance de uma colisão se torne estatisticamente significativa. Onde está esse ponto de inflexão e existem locais que possam realmente fazer o corte?
No início do desenvolvimento de modelos de formação estelar, a necessidade de colisões estelares para produzir estrelas massivas não era bem restrita. Os primeiros modelos de formação via acreção sugeriram que a acreção pode ser insuficiente, mas à medida que os modelos se tornaram mais complexos e passaram para simulações tridimensionais, ficou claro que as colisões simplesmente não eram necessárias para preencher o regime de massa superior. A noção caiu em desuso.
No entanto, houve dois trabalhos recentes que exploraram a possibilidade de que, embora ainda certamente raro, possa haver alguns ambientes nos quais é provável que ocorram colisões. O principal mecanismo que auxilia nisso é a noção de que, à medida que os aglomerados varrem o meio interestelar, eles inevitavelmente capturam gás e poeira e aumentam lentamente a massa. Esse aumento de massa fará com que o aglomerado encolha, aumentando a densidade estelar. Os estudos sugerem que, para que a probabilidade de colisão seja estatisticamente significativa, seria necessário um cluster para atingir uma densidade de aproximadamente 100 milhões de estrelas por parsec cúbico. (Lembre-se de que um parsec tem 3,26 anos-luz e é aproximadamente a distância entre o sol e nossa estrela vizinha mais próxima.)
Atualmente, uma concentração tão alta nunca foi observada. Embora parte disso se deva certamente à raridade de tais densidades, as restrições observacionais provavelmente desempenham um papel crucial ao dificultar a detecção de tais sistemas. Se tais densidades elevadas fossem alcançadas, seria necessária uma resolução espacial extraordinariamente alta para distinguir tais sistemas. Como tal, simulações numéricas de sistemas extremamente densos terão que substituir observações diretas.
Embora a densidade necessária seja direta, o tópico mais difícil é que tipos de clusters podem ser capazes de atender a esses critérios. Para investigar isso, as equipes que escreveram os trabalhos recentes realizaram simulações de Monte Carlo nas quais podiam variar o número de estrelas. Esse tipo de simulação é essencialmente o modelo de um sistema que pode seguir em frente repetidamente com configurações iniciais ligeiramente diferentes (como as posições iniciais das estrelas) e calculando a média dos resultados de inúmeras simulações, uma compreensão aproximada do comportamento da estrela. sistema é atingido. Uma investigação inicial sugeriu que tais densidades poderiam ser alcançadas em aglomerados com apenas alguns milhares de estrelas, desde que o acúmulo de gás fosse suficientemente rápido (os aglomerados tendem a se dispersar lentamente sob a remoção das marés, o que pode neutralizar esse efeito em escalas de tempo mais longas). No entanto, o modelo que eles usaram continha inúmeras simplificações, uma vez que a investigação da viabilidade de tais interações era meramente preliminar.
O estudo mais recente, enviado ao arXiv ontem, inclui parâmetros mais realistas e descobre que o número geral de estrelas nos aglomerados precisaria estar mais perto de 30.000 antes que as colisões se tornassem prováveis. Essa equipe também sugeriu que havia mais condições que precisariam ser satisfeitas, incluindo taxas de expulsão de gás (já que nem todo gás permaneceria no cluster como a primeira equipe havia assumido por simplicidade) e o grau de segregação em massa (estrelas mais pesadas afundam). os do centro e os mais leves flutuam para o exterior e, como os mais pesados são maiores, isso na verdade diminui a densidade numérica enquanto aumenta a densidade da massa). Embora muitos aglomerados globulares possam atender facilmente aos requisitos de número de estrelas, essas outras condições provavelmente não seriam atendidas. Além disso, aglomerados globulares passam pouco tempo em regiões da galáxia nas quais eles provavelmente encontrarão densidades de gás suficientemente altas para permitir o acúmulo de massa suficiente nas escalas de tempo necessárias.
Mas existem aglomerados que podem atingir densidade suficiente? O aglomerado galáctico mais denso conhecido é o aglomerado de arcos. Infelizmente, esse cluster atinge apenas um modesto ~ 535 estrelas por parsec cúbico, ainda muito baixo para tornar provável um grande número de colisões. No entanto, uma execução do código de simulação com condições semelhantes às do cluster Arches previu uma colisão em ~ 2 milhões de anos.
No geral, esses estudos parecem confirmar que o papel das colisões na formação de estrelas massivas é pequeno. Como apontado anteriormente, os métodos de acréscimo parecem explicar a ampla gama de massas estelares. No entanto, em muitos grupos jovens, ainda formando estrelas, raramente os astrônomos encontram estrelas muito acima de 50 massas solares. O segundo estudo deste ano sugere que essa observação ainda pode deixar espaço para as colisões desempenharem um papel inesperado.
(NOTA: Embora possa ser sugerido que colisões também podem ser consideradas como a órbita de estrelas binárias decai devido a interações de maré, esses processos são geralmente referidos como "fusões". O termo "colisão", conforme usado na fonte materiais e este artigo é usado para denotar a fusão de duas estrelas que não são gravitacionais.)
Fontes:
