双星系统

Binary system

双星系统是指由两颗恒星组成,相对于其他恒星来说,位置看起来非常靠近的天体系统,联星是指两颗恒星各自在轨道上环绕着共同质量中心的恒星系统。

双星系统的发现历史

1650年,Giovanni Battista Riccioli在大北斗(大熊座)发现双星系统。

1685年,在南天的南十字座,丰特奈神父发现了明亮的十字架二双星系统。

1767年,约翰·米契尔最早提出双星可能彼此间有着物理上的关联性,他认为双星都是由彼此对齐而形成的可能性太小。

1779年,威廉·赫歇尔开始观测双星系统,不久就发表了含700对双星的目录。

1802年,科学家威廉·赫歇尔首次提出了“双星”这个名词。

1827年,第一个双星系统的完整轨道大熊座Xi,由Félix Savary计算完成。

1844年,德国天文学家贝塞尔根据它的移动路径出现的波浪图形推断天狼星是一颗双星,因为该星在附近空间中沿一条呈波形的轨迹运动。天狼星及其伴星都在偏心率颇大的轨道上互相绕转,绕转的周期是49.9年,平均距离约为日地距离的20倍。尽管亮星光芒四射,用大望远镜还是不难看到那颗7等的伴星。伴星的质量与太阳差不多,它的半径却只有太阳的1/50,密度则比太阳大得多,平均密度为30kg/立方厘米,是第一颗被发现的白矮星。

2015年03月09日,天文学家发现系外行星绕奇特“四体”恒星运行。

双星系统的分类介绍

物理双星

双星有多种。一颗恒星围绕另外一颗恒星运动,并且互相有引力作用,称为物理双星;一般所说的双星,没有特别指明的话,都是指物理双星。

光学双星

两颗恒星看起来靠的很近,但是实际距离却非常远,这称为光学双星。

目视双星

根据观测方式不同,通过天文望远镜可以观测到的双星称为目视双星;

分光双星

只有通过分析光谱变化才能辨别的双星称为分光双星。

食双星

有的双星在相互绕转时,会发生类似日食的现象,从而使这类双星的亮度周期性地变化。这样的双星称为食双星或食变星。食双星一般都是分光双星。

密近双星

还有的双星,不但相互之间距离很近,而且有物质从一颗子星流向另一颗子星,这样的双星称为密近双星。

X射线双星

有的密近双星,物质流动时会发出X射线,称为X射线双星。

双星系统的物理特点

在银河系中,双星的数量非常多,估计不少于单星。研究双星,不但对于了解恒星形成和演化过程的多样性有重要的意义,

而且对于了解银河系的形成和演化,也是一个不可缺少的方面。

其中一个的万有引力由另一个星体提供,反之相同。它们的向心加速度之比为他们质量的反比。[2]

注意:行星围绕恒星做匀速圆周运动,或者卫星绕行星做圆周运动时,万有引力作用的距离,刚好是行星(或卫星)圆周运动的轨道半径,但是在双星系统中的引力作用的距离与双星运动的轨道半径是不同的,双星系统中两星做圆周运动时的角速度和周期是一定相同的。它们的线速度之比与其各自运行的轨道半径之比相同。

双星系统的形成理论

重力形成理论

虽然这种可能性相当低,但经由重力捕获将两颗恒星结合在一起创造出双星系统,并不是不可能的。在这个过程中,需要三个天体,依据能量守恒律需要一个物天体带走被捕获天体的能量。但双星系统数量众多,这不可能是形成双星系统的主要程序。

扰动形成理论

三颗恒星位置接近,在三者相互扰动之下,系统终会将三颗恒星中的一颗抛出,并且假设在没有明显的进一步扰动下,留下来的两颗星会形成稳定的双星系统。

质量传输和吸积理论

当一颗主序星在演化的过程中尺寸增加时,或许会超出它的洛希瓣,意味着有些物质可能会进入伴星的重力牵引大于它本身引力的区域。这样的结果是质量从一颗恒星由所谓的洛希瓣溢流,经由吸积盘的吸收或直接的撞击,而传输至另一颗恒星(伴星),形成双星系统。

有关双星系统的其他内容