恒星系统或恒星系是少数几颗恒星在互绕的轨道上[1]受到引力吸引的约束。受引力约束的一大群恒星通常称为星团或星系,然而广义上讲,它们也是恒星系统。不要将恒星系统与行星系统相混淆,后者包括行星和类似的天体(如彗星)。
联星系统
由两颗恒星组成的恒星系统被称为“联星”,“联星系统”或“物理双星”。如果没有潮汐效应,没有来自其它力的扰动,也没有从一颗恒星到另一颗恒星的质量转移,这样的系统是稳定的,并且两颗恒星都将无限期地以系统的质量中心为焦点,各自在椭圆轨道上运行[来源请求] (参见二体问题)。联星系统的例子有天狼星、南河三和天鹅座X-1,其中的最后一个可能是由恒星和黑洞组成。
聚星系统
聚星或物理聚星是超过两颗以上恒星组成的系统[2][3]。聚星系统如果由三颗恒星组成,就称为三合星、三重星或三元星;四颗星的系统称为四重星或四合星;五颗星组成的称为五重星;六颗星组成的称为六重星;七颗星组成的称为七重星,依此类推。这些系统都远小于有100至1,000颗恒星,动力学系统更复杂的疏散星团[4]。
理论上,模拟一个聚星系统比模拟联星系统更困难,当多体问题的动力系统介入时,可能呈现浑沌的行为。许多小集团的恒星被发现是不稳定的,一旦发生一颗星与另一颗星过度的接近,便会发生加速而会从系统中逃逸掉[5]。如果这个系统出现埃文斯所谓的阶式模型[6],还是有可能稳定。在阶式模型系统内,恒星被分成两个小集团,各自在较大的轨道上绕著共同的质心运转;每个小集团也都是阶式模型,意味著小集团又必需再分为更小的次集团,而且一直如此的细分下去。在这样的情况下,各个恒星的运动将持续的以接近稳定的轨道,遵循克卜勒的轨道绕著系统的质量中心[7]。不同于拥有数量庞大恒星,且动力学系统更为复杂的星系和星团。
许多已知的聚星系统都是三合星;更多星的聚星系统则随著恒星数量的增加而呈指数性的减少[8]。 例如,在1999年修订的Tokovinin目录[3]中列出的物理聚星,728个系统中有551个是三合星。但是因为选择效应,我们在这些知识上的统计常是残缺不全的[9], §2.。
由于前面提到在动力学上的不稳定,三合星通常都是阶式模型:它们包含两颗靠近的联星对和一颗距离较远的伴星。有著更多恒星的聚星系统也都是阶式模型。[8]目前所知最多的是六重星系统,例如北河二(双子座α),它是一对联星以更远的距离绕著另一对各自也是联星的联星系统。另一个六颗星的系统是ADS 9731,它由两对三合星组成,每一对都是伴随著一颗单独恒星在轨道上运转的光谱联星。
例子
- 北极星:北极星是一组三合星,主星是靠得很近的一对联星—近得在2006年被哈伯太空望远镜拍到之前只能从对主星的重力拖曳上察觉到。
- 半人马座α:是一组由两颗黄矮星(半人马座αA和半人马座αB)组成的联星为主的三合星,另一颗远离的红矮星就是比邻星。A和B是物理联星,在一个最近距离11天文单位,最远距离36天文单位的离心轨道上互绕;比邻星在非常遥远的距离(~15,000天文单位)与A和B互绕著。但是这个距离相较于其他的恒星仍是非常的近,也仍然受到A和B的引力拘束著[10]。
- HD 188753是位于天鹅座,距离地球149光年远的三合星系统。这个系统由黄矮星HD 188753 A、橙矮星HD 188753 B、和红矮星HD 188753 C组成;B和C成一个集团以156天的周期互绕,A的轨道周期则为25.7年。
- 五车二:由距离太阳系约42光年的一对红矮星围绕的一对巨星。它的视星等大约为 − 0.47,使五车二成为夜空中最亮的星星之一。
- 半人马4[11]
- 开阳:曾经是被发现的第一对联星在1650年就被乔瓦尼·巴蒂斯塔·里乔利发现[12],p. 1[13]。但它在更早期就被贝内代托·卡斯泰利伽利略观察到[来源请求]。之后,光谱学揭露,开阳A和开阳B本身也都是联星[14]。
- HD 98800
- 有行星PH1的克卜勒-64系统:2012年由行星猎人小组发现有行星(该小组是宇宙动物园的一部分)。围绕四颗恒星中的两颗恒星运行,是第一颗已知有行星的四重星系统[15]。)
- KOI-2626是第一个拥有地球大小行星的四重星系统[16]。
- 天廪三(金牛座ξ):位于222光年外的是一颗光谱食四重星,由三颗蓝白B型主序星和一颗F型星组成。其中两颗恒星处于近距离轨道,每7.15天围绕对方旋转一圈,并以145天的周期围绕第三颗恒星运行。第四颗恒星以大约50年的周期绕著这三颗恒恒星运行[17]。
相关条目
注解
参考资料
外部链接
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