הכוכב היחיד שלנו – השמש, כנראה אינו אופייני למרבית הכוכבים בשמים, הוא מותיר אותנו עם שורת שאלות. מה קובע האם כוכב ייווצר ככוכב בודד או כחלק מקבוצת כוכבים? מה קובע את ההתפלגות של כוכבים במערכות של שניים, שלושה או יותר כוכבים? מה קובע מי יהיה בן הזוג של הכוכב: כוכב לכת, גמד חום או כוכב אחר? יכולים להתרחש מספר תהליכים ביצירת מערכות בינאריות או מערכות רבות כוכבים – ביקוע, לכידה, התפצלות ותת-פיצול.
באדיבות NASA
אסטרונומים משערים כי הביקוע עשוי ליצור מערכות בינאריות. הביקוע הוא תהליך שבו אב-כוכב מסתובב במהירות יכול להתחלק לשני חלקים, בעקבות הביקוע נוצר זוג קרוב מאוד או בינארי קשור. ראיה תומכת בתהליך הביקוע היא הנטייה של מערכת בינארית קרובה לחלק את המסה בדרך שווה בקרוב בין השותפים, בעוד שבמערכת בינארית רחוקה יחסי המסה אקראיים. מצד שני, קיימים מנגנונים שעשויים לגרום לזוגות הנמצאים במרחקים גדולים ליצור מערכת בינארית מקושרת. ברגע שבני הזוג קרובים זה לזה, כוכבים הם עשויים להשוות את המסה שלהם על ידי העברת חומר מאחד לשני. רוב האסטרונומים חושבים שהביקוע אינו סיבה סבירה ליצירת רוב המערכות הבינאריות.
הסבר אפשרי נוסף למערכות בינאריות הוא תיאוריית הלכידה. על פי תיאוריות הלכידה, מערכות בינאריות נוצרות כאשר כוכב אחד נכנס לתחום ההשפעה הכבידתית של כוכב אחר. מתברר, שהסיכוי למפגשים אקראיים בין כוכבים בשמים הוא קטן מכדי להסביר את מספרם הרב של כוכבים בינאריים. יתר על כן, כוכבים מזווגים בדרך אקראית יהיו בגילאים שונים מאוד, אבל תופעה זו לא נצפתה בכוכבים בינאריים. היכן יכולים כוכבים בגילאים דומים לקיים אינטראקציה קרובה? צביר כוכבים חדש שנוצר הוא סביבה המתאימה לכך – כמחצית מאבות-הכוכב בצביר עוברים התנגשויות או מפגשים קרובים. זוגות רבים נוצרו כנראה בדרך זו. לאחר ששני כוכבים מחוברים כזוג בינארי, כוח הכבידה המשולב שלהם עשוי למשוך כוכבים נוספים. תיאורית הלכידה יכולה כנראה להסביר מערכות מרובות של שלושה כוכבים או יותר.
תיאוריית הפיצול היא השלישית מבין התיאוריות המנסה לפתור את השאלות שהוצגו בתחילת הפרק. ענן מתכווץ בהשפעת כוח הכבידה העצמי, אבל במקום ליצור דיסק שטוח עם כוכב מרכזי, התפלגות המסה שלו או התפלגות התנע הזוויתי עשויים לפצל אותו לשניים או יותר עננים המקיפים זה את זה. עננים קטנים אלה מתמוטטים לכוכבים נפרדים. מאחר והעננים הקטנים יותר היו חלק מענן גדול שהיה קשור בכוח הכבידה, הכוכבים הנוצרים מתוך העננים הקטנים יותר קשורים זה לזה גם כן.
באדיבות NASA
בנוסף לחידת היווצרותם של כוכבים בינאריים ומערכות מרובות כוכבים עולה השאלה עד כמה סביר שייווצרו בסמוך להם כוכבי לכת. כיום איננו יכולים לענות על שאלה זו במלואה. כוכבים נמצאים במערכות בינאריות ומערכות מרובות כוכבים, הדבר מצביע על אפשרות של היווצרות פלנטות. כוכבי הלכת של מערכת השמש נוצר על ידי עיבוי של אבק וחלקיקי קרח ולאחר מכן הצטברות במהלך ההתנגשויות שלהם; לבסוף סולקה יתרת הגז והאבק שביניהם. אנחנו יכולים להתייחס אל כוכבי לכת כמו פסולת שנשארה מהיווצרות כוכבים. אין סיבה שפסולת זו לא תתקיים סביב כוכבים בינאריים או מערכות מרובות כוכבים, המאפשרות יצירת פלנטות בדרך דומה. בדומה למערכות מרובות כוכבים גם מערכות המכילות פלנטות ממשיכות להתגלות, ומצביעות על כך שכוכבי הלכת נוצרים במערכות אלה.
כל אחד משלושת התהליכים התיאורטיים עשוי להפיק כוכבים בינאריים מסוג מסוים. סיבוך במיון כוכבים בינאריים מסוגים שונים הוא שמסלולי הכוכבים הבינאריים ומערכות מרובות כוכבים מתפתחים באמצעות כוח הכבידה. העברת מסה בזוגות קרובים יכולה לשנות את מסלוליהם. זוגות הנמצאים במרחקים גדולים, שנוצרו בתוך צבירי כוכבים גדולים יותר יכולים להתפתח לזוגות במרווחים קטנים, ככל שהצבירים מתפרקים. במחקר תיאורטי אחד שבחן כ- 800 מערכות תלת-ממדיות דמיוניות, כ- 97% נמצאו כבלתי יציבות מבחינה גרוויטציונית, ובסופו של דבר סולק כוכב אחד והן הפכו למערכות בינאריות. לכן, הנתונים הסטטיסטיים מתצפיות בכוכבים בינאריים ומערכות מרובות כוכבים עלולות שלא לשקף את המאפיינים המקוריים שלהם.
Author: Chris Impey