Ar gali trys žvaigždės skrieti kartu?
Trumpas atsakymas: Taip. Trys žvaigždės gali skrieti kartu. Dauguma stabilių trigubų yra „hierarchinės“: dvi žvaigždės skrieja arti viena kitos, o trečioji skrieja toliau, nors kiti išsidėstymai gali būti chaotiški.
Kas iš tikrųjų vyksta?
Gravitacija traukia objektus vieną prie kito, todėl trys žvaigždės gali būti jos surištos ir judėti kartu. Trijų kūnų judėjimas yra daug sudėtingesnis nei dviejų, todėl jų trajektorijos gali netikėtai pasikeisti. Įprastas stabilus išsidėstymas yra artima dvinarė pora su tolima trečia žvaigžde; tai palaiko ramią sąveiką.
Jei visos trys yra panašiu atstumu, jų orbitos gali smarkiai svyruoti ir viena žvaigždė gali būti išmesta. Ilgalaikis elgesys priklauso nuo atstumų, greičių ir kampų. Kai kurios trejetės išlieka stabilios milijardus metų.
Kitos keičiasi greitai, sukeldamos susidūrimus arba žvaigždės išmetimą iš sistemos.
Kaip tai veikia moksliškai
Įvardyti dėsniai / principai: Efekto/dėsnio pavadinimas: Niutono visuotinės gravitacijos dėsnis ir trijų kūnų problema; Kozai-Lidovo mechanizmas (efektas, galintis pakeisti orbitos pasvirimą ir formą).
Trys žvaigždės, sąveikaujančios gravitacijos dėka, yra vadovėlinis trijų kūnų problemos pavyzdys. Skirtingai nuo dviejų kūnų, nėra paprastos formulės visiems galimiems judėjimams. Stabilios trigubos sistemos paprastai yra hierarchinės: vidinė dvinarė žvaigždė skrieja viena aplink kitą, o trečioji žvaigždė skrieja toliau.
Toks išdėstymas sumažina stiprią trikampę trauką ir paprastai yra ilgaamžė. Jei išorinė orbita yra pasvirusi, Kozai-Lidovo mechanizmas gali padaryti vidinę orbitą pailgesnę (ekscentriškesnę) ir pakeisti jos pasvirimą. Tai gali sukelti artimus praskriejimus, susijungimus ar išmetimus.
Astronomai tiria trigubas sistemas stebėdami jų šviesą, matuodami Doplerio poslinkius (kad matytų judėjimą), vaizduodami teleskopais ir atlikdami kompiuterinius modeliavimus, kad numatytų stabilumą ir rezultatus .
Kaip mes tai žinome: Stebėjimai atskleidė daug trijų žvaigždžių sistemų, o ilgos simuliacijos atkuria mūsų matomą elgesį. Šie du metodai kartu nurodo, kurie susitarimai yra stabilūs, o kurie ne. .
Kur tai pastebėsi
- Kentauro Alfa: A ir B sudaro artimą dvinarę žvaigždę, o Proksima skrieja toliau.
- Algolis: Ryški žvaigždžių sistema su artima pora ir tolimesne trečia žvaigžde.
- Kastoras: Daugiažvaigždė sistema, sudaryta iš kelių artimų porų, kurios sudaro didesnę sistemą.
- Trapecija (Oriono ūke): Jauna grupė, sudaryta iš kelių žvaigždžių, glaudžiai sąveikaujančių.
Eksperimentas
Rutuliai ant ištempto paklodės
Sauga: darykite tai ant grindų, kad niekas nenukristų ir rutuliukai nenuriedėtų nuo stalo.
Priemonės
- tamprus audinys arba senas paklodė
- apvalus lankas arba rėmas (nebūtina)
- trys panašaus dydžio rutuliukai arba kamuoliukai
Žingsniai
- Ištempkite audinį ant lanko arba tvirtai laikykite jį skersai rėmo, kad susidarytų negilus dubuo.
- Padėkite vieną rutuliuką netoli centro, o du rutuliukus šiek tiek toliau, kad jie veiktų kaip artima pora ir tolimas trečias.
- Švelniai stumtelėkite vieną rutuliuką ir stebėkite, kaip juda ir reaguoja kiti.
- Pabandykite visus tris pastatyti panašiu atstumu ir stumtelėkite vieną, kad pamatytumėte daugiau chaotiško judėjimo. Ką tai rodo: lakštas veikia kaip gravitacinis šulinys ir padeda pamatyti, kaip atstumas ir padėtis keičia trijų objektų sąveiką.
Naudingi terminai
- Gravitacija: jėga, traukianti mases viena kitos link.
- Dvejetainė žvaigždė: dvi žvaigždės, skriejančios viena aplink kitą.
- Trijų kūnų problema: sudėtinga matematika ir nenuspėjamas judėjimas, kai trys objektai traukia vienas kitą gravitacijos dėka.
- Kozai-Lidovo mechanizmas: procesas, kai tolimo objekto gravitacija gali pakeisti vidinės orbitos pasvirimą ir formą, sukeldama didelius pokyčius.
Vaikai klausia
Ar trys žvaigždės gali amžinai išlikti kartu?
Kartais – jei jos išsidėsčiusios hierarchiškai su artima pora ir tolima trečiąja – jos gali išlikti stabilios milijardus metų.
Ar planetos gali skrieti aplink trijų žvaigždžių sistemas?
Taip – planetos gali skrieti aplink vieną žvaigždę triguboje sistemoje arba aplink visą sistemą, jei sąlygos leidžia, bet stabilumas yra sudėtingesnis nei aplink vieną žvaigždę.
Ar trijų žvaigždžių sistemos dažnai išstumia žvaigždę?
Taip nutinka: chaotiška sąveika gali suteikti vienai žvaigždei pakankamai greičio palikti sistemą, ypač jei žvaigždės yra arti viena kitos.