Звездни системи (двойни звезди): определение, видове и примери
Открийте всичко за звездни системи и двойни звезди — определение, видове, стабилност и известни примери като Сириус, Процион и Сигнус X‑1.
Звездна система (наричана още кратна звездна система) е група от малък брой звезди, които обикалят една около друга, свързани чрез гравитационно привличане. По-големи съзвездни сборове от звезди обикновено се наричат звезден куп, но те също са вид звездни системи. Звездните системи следва да се разграничават от планетарните системи, които включват планети, астероиди и други малки тела около звезда.
Системa от две звезди се нарича двойна звезда или двойна звездна система. Ако в системата липсват значими приливни ефекти, външни смущения или продължителен пренос на маса между компонентите, такава система може да бъде дългосрочно стабилна. Двете звезди ще обикалят около общия центъра на масата на системата, като техните орбити и периоди се определят главно от масите и взаимното разстояние.
Видове наблюдавани двойни звезди
- Визуални двойни: и двата компонента могат да се разграничат директно чрез телескоп.
- Астрометрични двойни: вторият компонент не се вижда директно, но движението на видимата звезда към периодични отклонения подсказва наличие на спътник.
- Спектроскопични двойни: откриват се чрез доплерови смени в спектралните линии; биват еднолинейни и дву- или многолинейни.
- Затъмняващи (еклиптични) двойни: периодичното затъмнение на светлината при преминаване на една звезда пред другата дава ценна информация за размерите и орбитите.
- Екзотични/рентгенови двойни: съдържат компактен обект (бяло джудже, неутронна звезда или черна дупка) и често излъчват силно рентгеново или радиационно лъчение поради акреция.
Физическа класификация
- Разделени (detached): компонентите не запълват своите Рошеви лоби и е минимален или никакъв пренос на маса.
- Полу-свързани (semidetached): единият компонент запълва своя Рошев лоб и прехвърля маса към другия.
- Контактни: и двете звезди запълват своите лоби и могат да споделят обща атмосфера (обща обвивка).
Динамика и значение
Орбиталните параметри (период, ексцентрицитет, полюс на орбитата) позволяват изчисляване на масите на компонентите, когато се знаят разстоянието и наклонът на орбитата. При спектроскопичните двойни се използва т.нар. масова функция, която дава минимална оценка на масите. В системи с пренос на маса се формират акреционни дискове и силно рентгеново излъчване — това е ключово за изучаване на компактни обекти и движещи се към сливане двойки, които са източници на гравитационни вълни.
Примери
Класически примери за двойни системи са Сириус (ярка бяла звезда със спътник бяло джудже), Процион (с друга система косвен спътник) и Сигнус X-1, която най-вероятно се състои от звезда и черна дупка. Други добре познати двойни включват затъмняващи системи като Алгол и системи с активен пренос, които са лаборатории за изучаване на звездната еволюция и крайни явления.
Защо двойните са важни
Двойните звезди са основен инструмент за астрономията: чрез тях измерваме точни звездни маси и радиуси, проверяваме модели на звездната еволюция, изучаваме процеси на пренос на маса, формиране на акреционни дискове и рентгеново излъчване, а също така проследяваме произхода на свръхнови тип Ia и източниците на гравитационни вълни (сливане на неутронни звезди или черни дупки). Много звезди в Млечния път се раждат и съществуват в двойни или кратни системи, затова разбирането им е ключово за общата картина на звездите и галактическата динамика.
Алгол (β Persei) е тройна звездна система (Алгол А, В и С) в съзвездието Персей. Алгол А е затъмнен от по-слабия Алгол В на всеки 2,87 дни. Тази анимация е сглобена от 55 изображения в близката инфрачервена лента H. Тъй като някои фази са слабо заснети, B прескача в някои точки по пътя си.
Художествено изображение на орбитите на HD 188753, тройна звездна система
Системата Алгол във вида, в който се появи на 12 август 2009 г. Това не е художествено изображение, а истинско двуизмерно изображение с разделителна способност 1/2 милиарктическа секунда в близкия инфрачервен диапазон H.
Множество звездни системи
Възможно е да има звездни системи с повече от два члена. Техните звезди са гравитационно свързани една с друга и могат да се намират близо една до друга, но могат и да не се намират.
Неотдавна откритата петорна звездна система (пет звезди) е известна като 1SWASP J093010.78+533859.5. Системата има две групи двойни звезди, едната от които е с малка трета звезда. Двете групи са отдалечени една от друга на разстояние по-голямо от това, на което се намира орбитата на Плутон спрямо Слънцето. Двойните звезди са близо една до друга, а в едната двойка има допиращи се звезди, като външните им йонизирани газове се смесват. Тази ситуация се нарича контактна двойна звезда. От събраните данни авторите са напълно сигурни, че двете двойни звезди (а вероятно и всичките пет звезди) са гравитационно свързани в една система. Ъглите на инклинация (ъгълът между двете орбитални равнини) на двете двойни звезди (88,2(3) и 86(4) градуса). Това предполага, че първоначално те са се образували чрез разпадане (преди ~9-10 милиарда години) от един протозвезден диск. След това те са останали в една и съща орбитална равнина.
Повечето многозвездни системи са тройни звезди. Системи с четири или повече компонента са по-малко вероятни.
Многозвездните системи са по-малки от отворените звездни купове, които се характеризират с по-сложна динамика и обикновено имат от 100 до 1000 звезди. Повечето известни многозвездни системи са тройни. Например в преработения през 1999 г. каталог на Токовинин на физическите многозвездни системи 551 от описаните 728 системи са тройни.
Многозвездните системи могат да бъдат разделени на два основни типа: стабилни системи или системи с хаотично поведение. Хаотичните обикновено са на млади звезди в системи, които все още не са нарушени от хаоса.
Въпроси и отговори
В: Какво е звездна система?
О: Звездната система е група от звезди, които обикалят една около друга и са свързани с гравитационно привличане.
В: По какво звездният куп се различава от звездната система?
О: Звездният куп е по-голяма група от звезди, свързани от гравитацията, докато звездната система е по-малка група от звезди.
В: Какво представлява двойната звездна система?
О: Двойната звездна система е звездна система, съдържаща две звезди, които обикалят около своя център на масата.
В: Какви условия са необходими за стабилна двойна звездна система?
О: Стабилната двойна звездна система не изисква приливи и отливи, смущения от други сили или прехвърляне на маса от едната звезда към другата.
В: Може ли звездна система да се обърка с планетарна система?
О: Не, звездна система не трябва да се бърка с планетарна система, която се състои от планети и други подобни тела.
В: Кои са някои примери за двойни звездни системи?
О: Някои примери за двойни звездни системи са Сириус, Процион и Сигнус X-1.
В: Какъв е вероятният състав на Сигнус Х-1?
О: Сигнус X-1 вероятно се състои от звезда и черна дупка.
обискирам