Ѕвезден систем

Ѕвезден систем — мал број на ѕвезди кои орбитираат една околу друга,^[1] зафатени од привлечноста на гравитацијата. Голема група на ѕвезди зафатени со гравитација генерално се нарекува ѕвездено јато или галаксија, иако, пошироко кажано, тие се исто така ѕвездени системи. Ѕвездените системи не треба да се мешаат со планетарните системи, кои вклучуваат планети и слични тела (како што се комети).

Алголов систем со три ѕвезди снимен со интерферометар CHARA со резолуција од 0,5 во 2009 година. Обликот на Algol C е артефакт.

Алгол A редовно се затемнува со потемнетиот Алгол B на секои 2,87 дена.

Уметнички впечаток за орбитите на HD 188753, троен ѕвезден систем.

Ѕвезден систем од две ѕвезди е познат како двојна ѕвезда, двоен ѕвезден систем или физичка двоѕвезда. Доколку нема плимни ефекти, нема пертурбации од други сили и нема пренос на маса од една ѕвезда на друга, таквиот систем е стабилен и двете ѕвезди ќе следат елипсовидна орбита околу тежиштето на системот на неодредено време. Примери за двојни системи се Сириус, Прокион и Лебед X-1, од кои последниот веројатно се состои од ѕвезда и црна дупка.

Системи со повеќе ѕвезди

Повеќекратен ѕвезден систем се состои од две или повеќе ѕвезди кои изгледаат од Земјата како блиску една до друга на небото. Ова може да резултира од тоа што ѕвездите всушност се физички блиски и гравитациски врзани една со друга, во кој случај тоа е физичка повеќекратна ѕвезда, или оваа блискост може да биде само очигледна, во кој случај станува збор за оптичка повеќекратна ѕвезда ^{[б 1]} Физичките повеќекратни ѕвезди исто така обично се нарекуваат повеќекратни ѕвездени системи ^[2][3][4][5]

Повеќето системи со повеќе ѕвезди се системи со тројни ѕвезди. Помали се шансите да се појават системи со четири или повеќе компоненти. Системите со повеќе ѕвезди се нарекуваат тројни, доколку содржат 3 ѕвезди; четворни или кватернерни доколку содржат 4 ѕвезди; петкратни со 5 ѕвезди; шесткратни со 6 ѕвезди; септократен со 7 ѕвезди; октупл или октенари со 8 ѕвезди. Овие системи се помали од расејаните ѕвездени јата, кои имаат посложена динамика и обично имаат од 100 до 1.000 ѕвезди.^[6] Повеќето познати системи со повеќе ѕвезди се тројни; за повисоки множители, бројот на познати системи со дадена множина експоненцијално се намалува со мноштвото.^[7] На пример, во ревизијата од 1999 година на каталогот на Токовинин на физички повеќекратни ѕвезди, 551 од 728  од опишаните системи се тројни. Меѓутоа, поради сомнителните ефекти при избор, способноста за толкување на овие статистики е многу ограничена.^[8]

Системите со повеќе ѕвезди може да се поделат во две главни динамички класи:

(1) хиерархиски системи, кои се стабилни и се состојат од вгнездени орбити кои не комуницираат многу, и затоа секое ниво на хиерархијата може да се третира како проблем со две тела

(2) трапезни системи кои имаат нестабилни силно интерактивни орбити и се моделирани како проблем со n-тело, покажувајќи хаотично однесување.^[9] Тие можат да имаат 2, 3 или 4 ѕвезди.

Хиерархиски системи

Ѕвезден систем со име DI Cha. Додека само две ѕвезди се очигледни, тоа е всушност четирикратен систем кој содржи две групи двојни ѕвезди.^[10]

Повеќето системи со повеќе ѕвезди се организирани во она што се нарекува хиерархиски систем: ѕвездите во системот можат да се поделат на две помали групи, од кои секоја поминува низ поголема орбита околу тежиштето на системот. Секоја од овие помали групи мора да биде и хиерархиска, што значи дека тие мора да се поделат на помали подгрупи кои самите се хиерархиски итн.^[11] Секое ниво од хиерархијата може да се третира како проблем со две тела со разгледување на блиски парови како да се една ѕвезда. Во овие системи постои мала интеракција помеѓу орбитите и движењето на ѕвездите ќе продолжи да се приближува до стабилните ^[12] Кеплеровите орбити околу тежиштето на системот,^[13] за разлика од нестабилните трапезни системи или уште покомплексната динамика на големиот број на ѕвезди во ѕвездените јата и галаксиите.

Системи со тројни ѕвезди

Во физичкиот систем со тројни ѕвезди, секоја ѕвезда орбитира околу тежиштето на системот. Обично, две од ѕвездите формираат близок двоен систем, а третата орбитира околу овој пар на растојание многу поголемо од она на двојната орбита. Овој распоред се нарекува хиерархиски.^[14] Причината за овој распоред е тоа што ако внатрешната и надворешната орбита се споредливи по големина, системот може да стане динамички нестабилен, што ќе доведе до исфрлање на ѕвезда од системот.^[15] EZ Водолија е пример за физички хиерархиски троен систем, кој има надворешна ѕвезда која орбитира околу внатрешна физичка двојност составена од уште две црвени џуџести ѕвезди. Тројните ѕвезди кои не се сите гравитациски врзани може да содржат физички двоен и оптички придружник (како што е Бета Кефеј) или, во ретки случаи, чисто оптичка тројна ѕвезда (како што е Гама Змија).

Повисоки множители

Дијаграми:

1. мултиплекс
2. едноставен, двоен систем
3. едноставен, троен систем, хиерархија 2
4. едноставен, четирикратен систем, хиерархија 2
5. едноставен, четирикратен систем, хиерархија 3
6. едноставен, петкратен систем, хиерархија 4.

Хиерархиските повеќекратни ѕвездени системи со повеќе од три ѕвезди можат да произведат голем број покомплицирани системи. Тие може да се организираат со она што Еванс (1968) го нарекол мобилни дијаграми, кои изгледаат слично на украсните мобилни телефони. Примери на хиерархиски системи се дадени на сликата десно (Мобилни дијаграми). Секое ниво на дијаграмот го илустрира распаѓањето на системот на два или повеќе системи со помала големина. Еванс повикува на дијаграм мултиплекс доколку има јазол со повеќе од две деца, т.е. ако распаѓањето на некој потдсистем вклучува две или повеќе орбити со споредлива големина. Бидејќи, како што веќе видовме за тројните ѕвезди, ова може да биде нестабилно, се очекува повеќе ѕвезди да бидат симплекс, што значи дека на секое ниво има точно две деца. Еванс го нарекува бројот на нивоа во дијаграмот негова хиерархија.

• Симплекс дијаграм на хиерархија 1, како во (б), опишува двоен систем.
• Симплекс дијаграм на хиерархија 2 може да опише троен систем, како во (с), или четирикратен систем, како во (d).
• Симплекс дијаграм на хиерархија 3 може да опише систем со некаде од четири до осум компоненти. Мобилниот дијаграм во (e) покажува пример на четирикратен систем со хиерархија 3, кој се состои од една далечна компонента која орбитира околу блискиот двоен систем, при што една од компонентите на блискиот двоен систем е уште поблиска бинарна.
• Вистински пример за систем со хиерархија 3 е Кастор, познат и како Алфа Близнаци или α Близнаци. Се состои од нешто што изгледа како привидна двојна ѕвезда која, по поблиска проверка, може да се види дека се состои од две спектроскопски двојни ѕвезди. Само по себе, ова би бил систем со четирикратна хиерархија 2 како во (d), но орбитира од побледо подалечна компонента, која исто така е блиска црвено џуџеста двојна форма. Ова формира шесткратен систем на хиерархија 3.^[16]
• Максималната хиерархија што се јавува во Каталогот со повеќе ѕвезди на А.А .Токовинин, од 1999 година, е 4. На пример, ѕвездите Глизе 644A и Глизе 644B формираат нешто што изгледа како блиска привидна двојна ѕвезда ; бидејќи Глизе 644B е спектроскопски бинарен, ова е всушност троен систем. Тројниот систем го има подалечниот привиден придружник Глизе 643 и уште подалечниот визуелен придружник Глизе 644C, кои, поради нивното заедничко движење со Глизе 644AB, се смета дека се гравитациски врзани за тројниот систем. Ова формира петкратен систем чиј мобилен дијаграм би бил дијаграмот на ниво 4 што се појавува во (f).;^[17]

Можни се и повисоки хиерархии.^[18] Повеќето од овие повисоки хиерархии или се стабилни или страдаат од внатрешни растројувања.^[19][20][21] Други сметаат дека сложените повеќекратни ѕвезди со текот на времето теоретски ќе се распаднат во помалку сложени системи, како што се можни повообичаени набљудувани тројки или четворки.^[22][23]

Трапезни системи

Трапезните системи обично се многу млади, нестабилни системи. Се смета дека тие се формираат во ѕвездени градинки и брзо се фрагментираат во стабилни повеќекратни ѕвезди, кои во процесот може да исфрлаат компоненти како галактички ѕвезди со голема брзина.^[24][25] Тие се именувани по повеќекратниот ѕвезден систем познат како Јатото Трапециум во срцето на Орионовата маглина. Таквите системи не се ретки и најчесто се појавуваат блиску или во светли маглини. Овие ѕвезди немаат стандардни хиерархиски распореди, но се натпреваруваат за стабилни орбити. Оваа врска се нарекува меѓусебна игра.^[26] Таквите ѕвезди на крајот се сместуваат во блиска бинарност со далечен придружник, при што другите ѕвезди претходно во системот се исфрлени во меѓуѕвездениот простор со големи брзини. Оваа динамика може да ги објасни ѕвездите-бегалки кои можеби биле исфрлени за време на судир на две двојни ѕвездени групи или повеќекратен систем. Овој настан е заслужен за исфрлањето на AE Водолија, Mu Гулаб и 53 Овен на над 200 km·s ⁻¹ и е проследен до кластерот Трапезиум во маглината Орион пред околу два милиони години.^[27][28]

Ознаки и номенклатура

Ознаки на повеќекратни ѕвезди

Компонентите на повеќекратни ѕвезди може да се специфицираат со додавање на наставките A, B, C, итн., на ознаката на системот. Наставките како AB може да се користат за означување на парот што се состои од A и B. Редоследот на буквите B, C итн. може да се додели по редослед на одвојување од компонентата А.^[29] На компонентите откриени блиску до веќе позната компонента може да им се доделат суфикси како Aa, Ba и така натаму.^[30]

Номенклатура во каталогот со повеќекратни ѕвезди

Подсистемска нотација во каталогот со повеќекратни ѕвезди на Токовинин

Каталогот со повеќекратни ѕвезди на АА Токовинин користи систем во кој секој подсистем во мобилниот дијаграм е кодиран со низа од бројки. Во мобилниот дијаграм (d) погоре, на пример, најширокиот систем ќе го добие бројот 1, додека потсистемот што ја содржи неговата примарна компонента ќе биде нумериран со 11, а подсистемот што ја содржи неговата секундарна компонента ќе биде нумериран 12. На подтсистемите кои би се појавиле под ова на мобилниот дијаграм ќе им бидат дадени броеви со три, четири или повеќе цифри. Кога се опишува нехиерархиски систем со овој метод, истиот број на потсистем ќе се користи повеќе од еднаш; на пример, систем со три визуелни компоненти, A, B и C, од кои нема две може да се групираат во потсистем, би имал два потсистема означени со 1 што ги означува двата двојни систе,и AB и AC. Во овој случај, ако B и C последователно се претворат во бинарни, ќе им бидат дадени потсистемските броеви 12 и 13.

Идна номенклатура на системи со повеќекратни ѕвезди

Тековната номенклатура за двојни и повеќекратни ѕвезди може да предизвика нејассност бидејќи на двојните ѕвезди откриени на различни начини им се даваат различни ознаки (на пример, ознаки за откривачи за визуелни двојни ѕвезди и променливи ознаки на ѕвезди за затемнувачки двојни ѕвезди), а уште полошо, буквите на компонентите може да бидат доделени различно од различни автори, така што, на пример, А на едно лице може да биде С на друго лице.^[31] Разговорите започнати во 1999 година резултирале со четири предложени модели за решавање на овој проблем:^[31]

• KoMa, хиерархиски модел кој користи големи и мали букви и арапски и римски бројки;
• Урбан/Корбин метод на означување, хиерархиски модел сличен на системот за децимална класификација на Девеј;^[32]
• Метод на секвенцијално означување, нехиерархиски модел во кој на компонентите и потсистемите им се доделуваат броеви по редослед на откривање;^[33] и
• СМК, каталог за повеќекратност во Вашингтон, хиерархиски модел во која суфиксите што се користат во Вашингтонскиот каталог на двоѕвезди се прошируваат со дополнителни суфиксирани букви и броеви.

За систем за означување, идентификувањето на хиерархијата во системот има предност што го олеснува идентификувањето на потсистемите и пресметувањето на нивните својства. Сепак, тоа предизвикува проблеми кога се откриваат нови компоненти на ниво над или средно од постоечката хиерархија. Во овој случај, дел од хиерархијата ќе се префрли навнатре. Проблеми предизвикуваат и компонентите за кои е откриено дека не постојат или подоцна се пренаменети на друг потсистем.^[34][35]

За време на 24-тото Генерално собрание на Меѓународниот астрономски сојуз во 2000 година, моделот на СМК бил одобрен и била решена од Комисиите 5, 8, 26, 42 и 45 дека треба да се прошири во употреблив модел на ознаки. Подоцна бил подготвен примерок од каталог користејќи го моделот на СМК, кој опфаќа половина час десно искачување .^[36] Прашањето било повторно дискутирано на 25-то Генерално собрание во 2003 година, и повторно било решено од комисиите 5, 8, 26, 42 и 45, како и Работната група за интерферометрија, дека моделот на СМК треба да се прошири и дополнително да се развива.^[37]

Примерокот СМК е хиерархиски организиран; употребената хиерархија се заснова на набљудуваните орбитални периоди или сепарации. Бидејќи содржи многу визуелни двоѕвезди, кои можеби се оптички наместо физички, оваа хиерархија може да биде само привидна. Користи големи букви (A, B, ...) за првото ниво од хиерархијата, мали букви (a, b, ...) за второто ниво и броеви (1, 2, ..). .) за третото. Следните нивоа ќе користат наизменични мали букви и броеви, но не биле пронајдени примери за тоа во примерокот.

Примери

Двократни системи

Сириус А (во средината), со неговиот придружник на бело џуџе, Сириус В (долно лево) снимен од вселенскиот телескоп „Хабл“.

• Сириус, двојна форма која се состои од ѕвезда од типот А од главната низа и бело џуџе
• Прокион, кој е сличен на Сириус
• Мира, променлива која се состои од црвен џин и бело џуџе
• Делта Кефеј, кефеидна променлива ѕвезда
• Епсилон Кочијаш, двојно затемнување
• Спика

Трократни системи

• Алфа Кентаур е тројна ѕвезда составена од главно двојно жолто џуџе и портокалово џуџе (Ригил Кентаур и Толиман) и оддалечено црвено џуџе, Проксима Кентаур. Заедно, Ригил Кентаур и Толиман формираат физичка двојна ѕвезда, означена како Алфа Кентаур AB, α Cen AB или RHD 1 AB, каде што AB означува дека ова е двоен систем.^[38] Умерено ексцентричната орбита на системот може да направи компонентите да бидат блиску до 11 АЕ или оддалечени до 36 АЕ. Проксима Кентаур, исто така (иако поретко) наречена Алфа Кентаур С, е многу подалеку (помеѓу 4300 и 13.000 АЕ ) од α Cen AB и орбитира околу средишниот пар со период од 547.000 (+66.000/-40.000) години.^[39]
• Северница или Алфа Мала Мечка (α UMi), поларна ѕвезда, е троен ѕвезден систем во кој поблиската придружничка ѕвезда е исклучително блиску до главната ѕвезда - толку блиску што била позната само од нејзиното гравитационо влечење на Северница А (α UMi А) додека не била снимена од вселенскиот телескоп Хабл во 2006 година.
• Глизе 667 е троен ѕвезден систем со две ѕвезди од главната низа од К-тип и црвено џуџе. Црвеното џуџе, C, е домаќин на две до седум планети, од кои едната, Cc, заедно со непотврдените Cf и Ce, се потенцијално погодни за живеење.
• HD 188753 е троен ѕвезден систем кој се наоѓа на приближно 149 светлосни години од Земјата во соѕвездието Лебед. Системот е составен од HD 188753A, жолто џуџе; HD 188753B, портокалово џуџе; и HD 188753C, црвено џуџе. B и C орбитираат едни со други на секои 156 дена, а, како група, орбитираат околу А на секои 25,7 години.^[40]
• Фомалхаут (α PsA, α Јужна Риба) е троен ѕвезден систем во соѕвездието Јужна Риба. Било откриено дека е троен систем во 2013 година, кога било потврдено дека ѕвездата од типот К TW Јужна Риба и црвеното џуџе LP 876-10 споделуваат соодветно движење низ вселената. Примарниот има масивен остаточен диск сличен на оној од раниот Сончев Систем, но многу помасивен. Содржи и гасен џин, Фомалхаут b. Истата година, терциерната ѕвезда, LP 876-10, исто така, било потврдено дека има остаточен диск.
• HD 181068 е уникатен троен систем, кој се состои од црвен џин и две ѕвезди од главната низа. Орбитите на ѕвездите се ориентирани на таков начин што сите три ѕвезди се затемнуваат една со друга.

Четирикратни системи

HD 98800 е систем со четири ѕвезди сместен во здружението TW Водна Змија.

• Капела, пар џиновски ѕвезди орбитирани од пар црвени џуџиња, оддалечени околу 42 светлосни години од Сончевиот систем. Има привидна магнитуда од околу 0,08, што ја прави Капела една од најсветлите ѕвезди на ноќното небо.
• 4 Кентаур ^[41]
• Често се вели дека Мизар била првата двојна ѕвезда откриена кога била забележана во 1650 година од Џовани Батиста Ричиоли ^[42][43] но веројатно била забележана и порано, од Бенедето Кастели и Галилео. Подоцна, спектроскопијата на нејзините компоненти Мизар А и Б открила дека и тие се самите двојни ѕвезди.^[44]
• HD 98800
• Системот PH1 ја има планетата PH1 b (откриена во 2012 година од групата Ловци на планети, дел од Зоониверзумот) која орбитира околу две од четирите ѕвезди, што ја прави првата позната планета која се наоѓа во четирикратен ѕвезден систем.^[45]
• KOI-2626 е првиот четирикратен ѕвезден систем со планета со големина на Земјата.^[46]
• Кси Бик (ξ Tau, ξ Tauri), сместена на околу 222 светлосни години, е спектроскопска и затемнувачка четирикратна ѕвезда која се состои од три синобели ѕвезди од главната низа од типот В, заедно со ѕвезда од типот F. Две од ѕвездите се во блиска орбита и се вртат една околу друга еднаш на секои 7,15 дена. Овие пак орбитираат околу третата ѕвезда еднаш на секои 145 дена. Четвртата ѕвезда орбитира околу другите три ѕвезди приближно на секои педесет години.^[47]

Петкратни системи

• Дабих
• Минтака
• HD 155448 ^[48]
• KIC 4150611 ^[49]
• 1SWASP J093010.78+533859.5 ^[50]

Шесткратни системи

• Бета Тукан ^[51]
• Кастор ^[52]
• HD 139691 ^[53]
• TYC 7037-89-1 ^[54]
• Ако Алкор се смета за дел од системот Мизар, системот може да се смета за шесткратен систем.

Седумкратни системи

• Џаба
• AR Касиопеја
• V871 Кентаур ^[55]

Осумкратни системи

• Гама Касиопеја ^[56]

Деветкратни системи

• QZ Кобилица ^[57]

Белешки

1. Терминот „оптичка повеќекратна“ ѕвезда значи дека ѕвездите може да изгледаат како да се блиску една до друга, кога се гледаат од планетата Земја, бидејќи и двете се смета дека зафаќаат речиси иста точка на небото, но во реалноста, една ѕвезда може да биде многу подалеку од Земјата од другата, што не е лесно видливо освен ако некој не може да ги види во текот на една година и да набљудува различни паралакси.