คณิตศาสตร์ง่ายมาก: ดาว + ดาวดวงอื่น = ดาวที่ใหญ่กว่า
แม้ว่าแนวคิดนี้จะใช้งานได้ดี แต่ก็ไม่ได้คำนึงถึงระยะทางที่กว้างใหญ่ระหว่างดวงดาว แม้แต่ในกระจุกดาวที่ความหนาแน่นของดาวฤกษ์สูงกว่าในจานหลักอย่างมีนัยสำคัญจำนวนดาวต่อปริมาตรต่อหน่วยอยู่ในระดับต่ำมากจนนักดาราศาสตร์พิจารณาว่ามีการชนกันน้อยมาก แน่นอนว่าในบางจุดความหนาแน่นของดาวฤกษ์ต้องมาถึงจุดที่โอกาสการชนจะมีนัยสำคัญทางสถิติ จุดเปลี่ยนนั้นอยู่ที่ไหนและมีสถานที่ใดบ้างที่อาจทำให้เกิดบาดแผล?
ในช่วงแรกของการพัฒนาแบบจำลองการก่อตัวดาวฤกษ์ความจำเป็นของการชนดาวฤกษ์ในการก่อตัวดาวฤกษ์ขนาดใหญ่นั้นไม่มีข้อ จำกัด รูปแบบแรกของการก่อตัวด้วยการเพิ่มการบอกใบ้ว่าการเพิ่มอาจไม่เพียงพอ แต่เมื่อแบบจำลองมีความซับซ้อนมากขึ้นและเคลื่อนย้ายไปสู่การจำลองแบบสามมิติมันก็เห็นได้ชัดว่าการชนเพียงแค่ไม่จำเป็นต้องอาศัยระบอบมวลสูง ความคิดหลุดพ้นจากความโปรดปราน
อย่างไรก็ตามมีรายงานล่าสุดสองฉบับที่ได้สำรวจความเป็นไปได้ว่าในขณะที่ยังหายากแน่นอนอาจมีสภาพแวดล้อมบางอย่างที่อาจเกิดการชน กลไกหลักที่ช่วยในเรื่องนี้คือความคิดที่ว่าเมื่อกลุ่มผ่านสื่อระหว่างดวงดาวพวกมันจะรับก๊าซและฝุ่นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ซึ่งจะเพิ่มมวลอย่างช้า ๆ มวลที่เพิ่มขึ้นนี้จะทำให้กลุ่มหดตัวเพิ่มความหนาแน่นของดาวฤกษ์ การศึกษาชี้ให้เห็นว่าเพื่อให้มีโอกาสเกิดการชนอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติกระจุกดาวจะต้องมีความหนาแน่นประมาณ 100 ล้านดวงต่อลูกบาศก์พาร์เซก (โปรดจำไว้ว่าพาร์เซกคือ 3.26 ปีแสงและประมาณระยะห่างระหว่างดวงอาทิตย์และดาวใกล้เคียงที่สุดของเรา)
ในปัจจุบันความเข้มข้นสูงดังกล่าวไม่เคยถูกสังเกต ในขณะที่สิ่งเหล่านี้บางอย่างเกิดขึ้นเนื่องจากความหายากของความหนาแน่นเช่นนั้นข้อ จำกัด ในการสังเกตมีแนวโน้มที่จะมีบทบาทสำคัญในการทำให้ระบบดังกล่าวตรวจจับได้ยาก หากจะบรรลุความหนาแน่นสูงเช่นนั้นมันจะต้องมีการแก้ปัญหาเชิงพื้นที่สูงเป็นพิเศษเพื่อแยกความแตกต่างของระบบดังกล่าว ดังนั้นการจำลองเชิงตัวเลขของระบบที่มีความหนาแน่นสูงมากจะต้องแทนที่การสังเกตโดยตรง
ในขณะที่ความหนาแน่นที่จำเป็นตรงไปตรงมาหัวข้อที่ยากขึ้นคือสิ่งที่ประเภทของกลุ่มอาจจะสามารถตอบสนองเกณฑ์ดังกล่าว ในการตรวจสอบเรื่องนี้ทีมที่เขียนบทความล่าสุดได้ทำการจำลองสถานการณ์ของมอนติคาร์โลซึ่งพวกเขาอาจเปลี่ยนแปลงจำนวนดาว การจำลองประเภทนี้เป็นแบบจำลองของระบบที่ได้รับอนุญาตให้เล่นไปข้างหน้าซ้ำ ๆ ด้วยการกำหนดค่าเริ่มต้นที่แตกต่างกันเล็กน้อย (เช่นตำแหน่งเริ่มต้นของดวงดาว) และโดยเฉลี่ยผลของการจำลองจำนวนมาก ถึงระบบ การสำรวจเบื้องต้นชี้ให้เห็นว่าความหนาแน่นดังกล่าวสามารถเข้าถึงได้ในกระจุกดาวเพียงไม่กี่พันดวงหากมีการสะสมก๊าซอย่างรวดเร็วพอสมควร (กระจุกดาวมักจะสลายตัวอย่างช้าๆภายใต้การดึงของกระแสน้ำขึ้นลง อย่างไรก็ตามรูปแบบที่พวกเขาใช้มีความเรียบง่ายมากมายตั้งแต่การตรวจสอบความเป็นไปได้ของการมีปฏิสัมพันธ์ดังกล่าวเป็นเพียงการเริ่มต้น
การศึกษาล่าสุดที่อัปโหลดไปยัง arXiv เมื่อวานนี้ได้รวมพารามิเตอร์ที่เหมือนจริงมากขึ้นและพบว่าจำนวนดาวโดยรวมในกระจุกดาวนั้นจะต้องใกล้ถึง 30,000 ก่อนที่จะเกิดการชน ทีมนี้ยังแนะนำว่ามีเงื่อนไขเพิ่มเติมที่จะต้องได้รับความพึงพอใจรวมถึงอัตราการขับไล่ก๊าซ (เนื่องจากก๊าซทั้งหมดจะไม่อยู่ในกลุ่มเนื่องจากทีมแรกสันนิษฐานไว้ว่าเรียบง่าย) และระดับการแยกมวล (ดาวที่หนักกว่าจมลงสู่ จุดศูนย์กลางและจุดที่เบากว่าจะลอยไปด้านนอกและเนื่องจากตัวที่หนักกว่าจะใหญ่กว่าจึงลดความหนาแน่นของจำนวนลงในขณะที่เพิ่มความหนาแน่นของมวล ในขณะที่กระจุกดาวทรงกลมจำนวนมากสามารถตอบสนองความต้องการได้อย่างง่ายดาย จำนวน จากดวงดาวสภาพอื่น ๆ เหล่านี้น่าจะไม่เป็นไปตาม ยิ่งไปกว่านั้นกระจุกดาวทรงกลมใช้เวลาเล็กน้อยในพื้นที่ของกาแลคซีซึ่งน่าจะมีความหนาแน่นของก๊าซสูงพอสมควรเพื่อให้สามารถสะสมมวลได้เพียงพอในช่วงเวลาที่จำเป็น
แต่มีกลุ่มใดบ้างที่อาจมีความหนาแน่นเพียงพอหรือไม่ กระจุกกาแลคซีหนาแน่นที่สุดที่รู้จักกันคือกระจุกดาวโค้ง น่าเสียดายที่กระจุกดาวนี้มีระดับเพียง 535 ดวงต่อลูกบาศก์พาร์เซก แต่ก็ยังต่ำเกินไปที่จะทำให้เกิดการชนจำนวนมากได้ อย่างไรก็ตามรหัสจำลองสถานการณ์หนึ่งรหัสที่มีเงื่อนไขคล้ายกับในกลุ่ม Arches ได้ทำนายการชนหนึ่งครั้งใน ~ 2 ล้านปี
โดยรวมแล้วการศึกษาเหล่านี้ดูเหมือนจะยืนยันว่าบทบาทของการชนในการก่อตัวดาวฤกษ์ขนาดใหญ่นั้นมีขนาดเล็ก ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้วิธีการสะสมเพิ่มนั้นดูเหมือนว่าจะครอบคลุมมวลของดาวฤกษ์ในวงกว้าง แต่ในกระจุกดาวอายุน้อยหลายแห่งที่ยังคงก่อตัวดาวฤกษ์นักดาราศาสตร์แทบจะไม่พบดาวที่มีมวลมากกว่า 50 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ การศึกษาครั้งที่สองในปีนี้ชี้ให้เห็นว่าการสำรวจนี้ยังอาจมีที่ว่างสำหรับการชนเพื่อมีบทบาทที่ไม่คาดคิด
(หมายเหตุ: แม้ว่าอาจมีข้อเสนอแนะว่าการชนกันนั้นอาจเกิดขึ้นเมื่อวงโคจรของดาวคู่สลายตัวเนื่องจากการมีปฏิสัมพันธ์ของน้ำขึ้นน้ำลงกระบวนการดังกล่าวโดยทั่วไปเรียกว่า "การรวม" คำว่า "การชน" ที่ใช้ในแหล่งกำเนิด วัสดุและบทความนี้ใช้เพื่อแสดงถึงการรวมกันของดาวสองดวงที่ไม่ถูกผูกด้วยแรงโน้มถ่วง)
แหล่งที่มา:
