Astronomija

Može li binarna zvijezda optički "kružiti" oko planete?

Može li binarna zvijezda optički


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Gledao sam anime naučne fantastike od sredine 70-ih. U njemu je bila zvijezda koja kruži oko planete. Budući da se to činilo nemogućim, a nikada nisam čuo za to, pogledao sam na internetu da vidim može li to biti moguće u vrlo malo vjerojatnoj situaciji ili u teoriji.

Na slično pitanje na Quora, nakon mnogih ne, ne, ne, bez odgovora astronoma / astrofizičara, neki od njih s vrlo detaljnim modelima i teorijama s različitim scenarijima i jednadžbama, jedan odgovor je glasio,

Apsolutno.

Ako su postojale dvije zvijezde identične mase koje orbitiraju jedna oko druge u ravnoteži, tada biste mogli baciti planetu bilo koje veličine u barijentr dvije zvijezde. Tada biste optički imali ne samo jednu, već dvije zvijezde koje kruže oko planete. Planeta bi bila jednako udaljena od dvije zvijezde u svim trenucima vremena i doživjela bi identično gravitacijsko povlačenje u dva dijametralno suprotna smjera i stoga nikada ne bi odstupala od barijecnta. Ovaj sistem ipak ne bi bio u stabilnoj ravnoteži, a prolazni nebeski objekt bilo koje mase mogao bi poremetiti ovaj sistem. Stoga je ovo vjerovatno nešto što vjerojatno neće biti primijećeno.

Da li je to moguće?


Planete ne kruže oko zvijezda. Zvijezde ne kruže oko planeta.

Kad god postoje dva tijela koja su vezana gravitacijom, oba kruže oko svog zajedničkog centra mase. Na primjer, i Zemlja i Mjesec kruže oko svog zajedničkog središta mase - ali to je zapravo prilično blizu središta Zemlje, pa se čini da Mjesec kruži oko Zemlje.

Da bi se činilo da zvijezda kruži oko planete, to bi značilo da je planeta mnogo teža od zvijezde. Koliko znamo, to je nemoguće. Njihovo zajedničko središte mase bilo bi mnogo bliže zvijezdi, pa bi se činilo da planet kruži oko zvijezde, kao i obično.


Ako imate dvije zvijezde koje kruže jedna oko druge (zapravo, orbitiraju oko njihovog zajedničkog centra mase) vrlo blizu, onda biste mogli imati planetu koja kruži oko obje. Ako planeta kruži okolo preblizu, njena orbita ne bi bila stabilna.

Ali ako je orbita planete dovoljno udaljena od para zvijezda, orbita bi mogla biti stabilna vrlo dugo. Minimalna udaljenost je najmanje 2x ... 4x udaljenost između zvijezda, idealno puno veća. Otkrili smo takve planete. Kepler-47c je plinski gigant u kružno naseljivoj zoni sistema Kepler-47.

Ova wiki stranica sadrži više detalja:

https://en.wikipedia.org/wiki/Habibility_of_binary_star_systems


EDIT: Ako imate usko povezanu binarnu zvijezdu, sa planetom između njih, u središtu bljeskalica dviju zvijezda, to nije stabilan sistem. Svako malo uznemirenje izvuklo bi planetu odatle, a onda bi je neto sila izvukla dalje. Na kraju bi pao u jednu od zvijezda. Nije samostabilizirajući se.

Ne mogu ni zamisliti bilo koji zamislivi mehanizam koji bi za početak stavio planetu tamo.


Pomračujuće binarne zvijezde

Proučavanje najmasivnijih zvijezda astrofizički je problem koji pripada ovom stoljeću i koje je prvo prepoznalo njihovo postojanje.

Mjerenje zvjezdanih masa započelo je otkrićem pomračujućih binarnih zvijezda i određivanjem tipova zvjezdanih spektra. Sredinom prošlog stoljeća shvatilo se da zvijezde dolaze u širokom rasponu masa, u rasponu od oko 10% mase Sunca do više od 50 M. Najmasivnija zvijezda za koju je moguće izravno određivanje mase, zvijezda Plaskett & # x27s, sastoji se od dva glavna sekvencijalna objekta s oko 50 M. Promatranjem odvojenih binarnih datoteka bilo je moguće dobiti ispravno razumijevanje odnosa svjetlosne mase za glavnu sekvencu, prvu fazu stabilne evolucije zvijezda koja odgovara sagorijevanju vodonika u jezgri.

Proširene zvjezdane atmosfere prvi put su primijećene u jakoj emisionoj liniji Wolf-Rayet zvijezda, u Be zvijezdama i u P Cygni krajem 19. vijeka. Prva objašnjenja u pogledu masovnog odljeva 1930-ih je predložio C. Beals. Međutim, tek krajem 1960-ih ultraljubičasta spektroskopija rakete pokazala je da sve masivne zvijezde gube masu zbog zvijezdanih vjetrova. Čak i zvijezde koje ne pokazuju jake linije optičke emisije pokazuju potpis izljeva ultraljubičastog zraka na profilima linija C IV, Si IV i N V. Uključivanje ovih podataka u modele zvezdane evolucije, počev od 1970-ih, dramatično je promenilo sliku životnog ciklusa masivne zvezde.

1953. Hubble i Sandage otkrili su klasu varijabli koja sada nosi njihova imena. Te zvijezde su najsjajnije zvijezde u galaksiji i najbolje ih je primijetiti u obližnjim spiralama M 31 i M 33, obje članice Lokalne grupe. Ove zvijezde obično imaju sjaj veći od 105 L i nepravilno se razlikuju u vremenskim razmjerima decenija, što ih čini izuzetno teškim za praćenje. Budući da su optički uglavnom slabi, bilo ih je teško proučavati sve do pojave čvrstih detektora, koji omogućavaju da se njihovi spektri mjere s velikom preciznošću. Već 1970. godine modeli masivnih superdivova pokazali su da pritisak zračenja stvara vibracijske nestabilnosti koje bi mogle dovesti do izbacivanja mase. Izuzetno brz rast računarskih mogućnosti dao je značajan napredak u ovim proračunima.

Teorija radijacionih zvezdanih vetrova takođe se brzo razvila. Radijativno vođenje masovnih odljeva prvi je put predložio 1920-ih godina E. Milue, iako je ostalo nesklono hidrodinamici sve do razvoja teorije zvjezdanog vjetra od strane E. Parker-a i drugih 1960-ih. Prve analitičke teorije razvili su ranih 1970-ih L. Lucy, J. Castor i njihovi suradnici. Oni su značajno prošireni upotrebom numeričkih modela, koji uključuju više stotina hiljada atomskih prelaza u proračunu pritiska zračenja. Proračuni ovisni o vremenu sada postaju izvedivi za masivne zvjezdane omotače.

Eksplozija SN 1987A u Velikom magelanovom oblaku iznenada je i dramatično dovela ovo polje u oštriji fokus. Podaci dobiveni krivim svjetlosnim krivuljama sa više talasa, činjenica da je zvijezda u vrijeme eksplozije bila plavi supergigant i činjenica da se nukleosinteza zaista može proučavati u ejekti znači da modeli mogu biti bolje ograničeni nego ikad prije. Više od bilo kog pojedinačnog događaja u istoriji proučavanja evolucije zvezda, ova supernova redefinirala je pitanja koja su postavljali teoretičari o poreklu i razvoju masivnih zvezda.


Sistem binarnih zvijezda može formirati planete sa čudnim i divljim orbitama

SLIKA: Ovo su ALMA podaci HK Tau prikazani na kompozitnoj slici sa Hubbleovim infracrvenim i optičkim podacima. vidi više

Zasluge: B. Saxton (NRAO / AUI / NSF) K. Stapelfeldt i dr. (NASA / ESA Hubble)

Za razliku od našeg osamljenog Sunca, većina zvijezda nastaje u binarnim parovima - dvije zvijezde koje kruže oko zajedničkog centra mase. Iako izuzetno veliki, binarni farovi postavljaju brojna pitanja, uključujući kako i gdje se planete formiraju u tako složenim okruženjima.

Dok su istraživali niz binarnih zvijezda Atacaminim velikim milimetarskim / submilimetarskim nizom (ALMA), astronomi su otkrili upečatljiv par divlje neusklađenih diskova koji stvaraju planete u mladom binarnom sustavu zvijezda HK Tau. Ovi rezultati pružaju najjasniju sliku protoplanetarnih diskova oko dvostruke zvijezde i mogli bi otkriti važne detalje o rođenju i eventualnoj orbiti planeta u sistemu višestrukih zvijezda.

"ALMA nam je pružio do sada neviđen pogled na glavnu zvijezdu i njenog binarnog pratioca koji se međusobno kosaju sa protoplanetarnim diskovima", rekao je Eric Jensen, astronom sa Swarthmore koledža u Pensilvaniji. "U stvari, možda vidimo stvaranje Sunčevog sistema koji se možda nikada neće smiriti."

Dvije zvijezde u ovom sistemu, koji se nalazi približno 450 svjetlosnih godina od Zemlje u sazviježđu Bik, stare su manje od 5 miliona godina i razdvojene su za oko 58 milijardi kilometara, ili 13 puta veću udaljenost Neptuna od Sunca.

Zvijezda pratilac ovog sistema, nazvana HK Tau B, astronomima na Zemlji izgleda slabije jer njen disk prašine i plina blokira veći dio svjetlosti zvijezda. Međutim, sam disk se lako može opaziti na zvjezdanoj svjetlosti koju rasipa na optičkim i bliskim infracrvenim talasnim dužinama.

Disk oko glavne zvijezde, HK Tau A, nagnut je na takav način da svjetlost zvijezde domaćina svijetli neskriveno, što astronomima otežava optički vid diska. To, međutim, nije problem za ALMA koji može lako detektirati milimetarsku valnu dužinu koju emitiraju prašina i gasovi koji čine disk.

Sa svojom neviđenom rezolucijom i osjetljivošću, ALMA je prvi put uspjela u potpunosti riješiti rotaciju diska HK Tau A. Ova jasnija slika omogućila je astronomima da izračunaju da su diskovi bili poravnati - što znači da nisu bili sinhronizirani sa orbitom zvijezda domaćina - za čak 60 stepeni ili više.

"Ova jasna neusklađenost dala nam je izvanredan pogled na mladi binarni zvjezdani sistem," rekla je Rachel Akeson iz NASA-inog naučnog instituta Exoplanet na Kalifornijskom tehnološkom institutu u Pasadeni u Kaliforniji. "Iako je i ranije bilo nagovještaja da postoji takva vrsta neusklađenog sustava, ovo je najčistiji i najupečatljiviji primjer."

Zvijezde i planete nastaju iz ogromnih oblaka prašine i plina. Kako se materijal u tim oblacima skuplja pod gravitacijom, počinje se okretati sve dok većina prašine i plina ne padne u spljošteni protoplanetarni disk koji se uskovitlao oko rastuće središnje protozvijezde. Uprkos tome što nastaju od ravnog pravilnog diska, planete mogu završiti u visoko ekscentričnim orbitama i mogu biti neusklađene sa ekvatorom zvijezde. Jedna od teorija o tome kako planete mogu migrirati na ove neobične orbite je da binarna zvijezda pratilac može utjecati na njih - ali samo ako je njegova orbita u početku neusklađena s planetima.

"Naši rezultati pokazuju da postoje neophodni uvjeti za modificiranje planetarnih orbita i da su ti uvjeti prisutni u vrijeme formiranja planeta, očito zbog binarnog procesa formiranja", primijetio je Jensen. "Ne možemo isključiti druge teorije, ali sigurno možemo presuditi da će druga zvijezda obaviti posao."

Budući da ALMA može vidjeti inače nevidljivu prašinu i gas protoplanetarnih diskova, to je omogućilo nikad viđene poglede na ovaj mladi binarni sistem. "Budući da to vidimo u ranim fazama formiranja s još uvijek postojećim protoplanetarnim diskovima, možemo bolje vidjeti kako su stvari orijentirane", primijetio je Akeson. "Jednostavno možete vidjeti plin bolje nego planete."

Veseleći se, istraživači žele utvrditi da li je ovaj tip sistema tipičan ili nije. Primjećuju da je ovo izvanredan pojedinačni slučaj, ali potrebna su dodatna istraživanja kako bi se utvrdilo je li ovakav raspored uobičajen u cijeloj našoj Galaksiji.

Rezultati će se pojaviti u časopisu Priroda 31. jula 2014.

Nacionalna opservatorija za radio-astronomiju je objekt Nacionalne zaklade za nauku, koji djeluje u skladu sa sporazumom o saradnji udruženih univerziteta, Inc.

Veliki milimetarski / submilimetarski niz Atacama (ALMA), međunarodno astronomsko postrojenje, partner je Evrope, Sjeverne Amerike i Istočne Azije u saradnji s Republikom Čile. ALMA u Europi financira Europski južni opservatorij (ESO), u Sjevernoj Americi američka Nacionalna fondacija za znanost (NSF) u suradnji s Nacionalnim istraživačkim vijećem Kanade (NRC) i Nacionalnim vijećem za nauku Tajvana (NSC). Istočna Azija od strane Nacionalnih instituta za prirodne nauke (NINS) Japana u saradnji sa Academia Sinica (AS) na Tajvanu. Izgradnju i operacije ALMA-e u ime Europe vodi ESO, u ime Sjeverne Amerike Nacionalni opservatorij za astronomiju radija (NRAO), kojim upravljaju Associated Universities, Inc. (AUI), a u ime istočne Azije National Astronomical Japanska opservatorija (NAOJ). Zajednička opservatorija ALMA (JAO) pruža jedinstveno vođenje i upravljanje izgradnjom, puštanjem u rad i radom ALMA-e.

Izjava o odricanju odgovornosti: AAAS i EurekAlert! nisu odgovorni za tačnost vijesti objavljenih na EurekAlertu! doprinosom institucijama ili za upotrebu bilo kojih informacija putem sistema EurekAlert.


Tajanstvena maglica Plavi prsten otkriva tajne binarnih zvijezda

2004. godine, istraživač Galaxy Evolution, orbitalni teleskop koji skenira udaljene grupe galaksija, pronašao je bizaran objekt. Između ostalih neobičnosti, činilo se da je ovo tijelo plavo, iako nije davalo vidljivo svjetlo. Pažljiva zapažanja pokazala su prisustvo dva prstena u tijelu, što je donijelo ime nad maglicom Plavi prsten.

Šesnaest godina proučavanja ovog rijetkog objekta otkrilo je da je to prsten gasovitog vodonika koji okružuje nešto što izgleda poput obične zvijezde. Međutim, svojstva ovog objekta sugeriraju da je zvijezda u središtu ovog objekta sama po sebi proizvod spajanja para zvijezda. Ovo otkriće TYC 2597–735-1 moglo bi otvoriti novu eru razumijevanja prirode binarnih zvjezdanih sistema.

„Bili smo usred posmatranja jedne noći, sa novim spektrografom koji smo nedavno izgradili, kada smo od svojih kolega dobili poruku o posebnom objektu koji se sastoji od maglovitog gasa koji se brzo širi daleko od centralne zvijezde. Kako je nastao? Koja su svojstva centralne zvijezde? Odmah smo bili uzbuđeni da pomognemo u rješavanju misterije! ” Izjavio je Guðmundur Stefánsson sa Univerziteta Princeton.

Tangu treba dvoje

Pogled na to kako je nastala maglica Plavi prsten. Jedna od dvije vodeće ivice erupcije prikazane su magenta bojom, dok se plin i ostali materijal vide kao plavi. Plin je vidljiv samo tamo gdje se slojevi preklapaju. Video kredit: NASA / JPL-Caltech / R-Hurt

Za razliku od našeg Sunca, većina zvijezda na Mliječnom putu nalazi se u binarnim sistemima, koji plešu s drugom zvijezdom oko svog zajedničkog težišta.

„Spajanje zvijezda je kratka, ali uobičajena faza u evoluciji binarnih zvjezdastih sistema. Ovi događaji imaju mnogo astrofizičkih implikacija, na primjer, mogu dovesti do stvaranja atipičnih zvijezda ... Iako je pregršt zvjezdanih stapanja izravno primijećeno, središnji ostaci tih događaja bili su obavijeni neprozirnom ljuskom prašine i molekula, što je onemogućavalo kako bi promatrali njihovo konačno stanje “, napisali su istraživači u članku u časopisu Nature detaljno proučavajući.

U sistemima u kojima su zvijezde dovoljno blizu, može doći do sudara između zvijezda, spajajući tijela zajedno u jednu masivnu zvijezdu.

„Ljubičasta sumaglica u mom mozgu ... U posljednje vrijeme stvari ne djeluju isto
Ponašam se smiješno, ali ne znam zašto ... ‘Izvinite me dok ljubim nebo” - Ljubičasta izmaglica, Jimi Hendrix

Orbitalna energija nekada prisutna u bivšim zvijezdama rezultira izbacivanjem velike količine materijala iz novonastalog tijela.

„Kada se neutronske zvijezde sudare, sav pakao se raspusti. Oni počinju da proizvode ogromnu količinu vidljive svetlosti, a takođe i gama zrake, X-zrake, radio-talase “, opisuje Frans Pretorius, profesor fizike na Princetonu.

Tri oka su bolja od dva

Trojka teleskopa odgovornih za naša otkrića u vezi s maglicom Plavi prsten: (l-r) Keck teleskop, Galaxy Evolution Explorer i Hobby-Eberly teleskop. Zasluge na slici: (l-r) Opservatorija Keck, NASA / GALEX tim, Opservatorija McDonald.

Astronomi su se pozabavili proučavanjem maglice Plavi prsten, koristeći par teleskopa od 10 metara - optički spektrograf HIRES u teleskopu Keck na Havajima i bliski infracrveni pretraživač planete naseljive zone povezan sa teleskopom Hobby-Eberly u Teksasu.

Analiza je otkrila da je TYC 2597–735–1 proizvod zvjezdane integracije koja se dogodila prije tisuće godina.

Maglina Plavi prsten nudi astronomima jedinstvenu metu za proučavanje - kompozitnu zvijezdu koja se još uvijek smiruje od svog rođenja u katarzičnom zvjezdastom spajanju.

James Maynard

James Maynard je osnivač i izdavač časopisa The Cosmic Companion. On je rođeni pustinjski pacov iz Nove Engleske u Tucsonu, gdje živi sa svojom divnom suprugom Nicole i Mačkom Maxom.

Ne ulazite u raspravu s crnom rupom

OSIRIS-REx oznake Bennu u NASA-i First

Preispitivanje nastanka Mliječnog puta

3 misli o & ldquo Tajanstvena maglica Plavi prsten otkriva tajne binarnih zvijezda & rdquo

Pozdrav. Čvrsti argumenti. Ponavljajte dobar posao.

Nadolazeći gosti

29. juna (s4 / e26): Alyssa Mills, diplomirana pripravnica na JPL, govori o najvećem mjesecu u Sunčevom sistemu, Ganimedu.

6. jula (s5 / e1): SEZONA PET PREMER! Autor bestselera New York Timesa Earl Swift, autor knjige Preko bežičnih divljina, prva velika istorija NASA-inog lunarnog buggy-a.

13. jula (s5 / e2):

Stella Kafka, izvršna direktorica Američkog udruženja promatrača promjenjivih zvijezda, govori o Betelgeuse.

20. jula (s5 / e3):

Geoff Notkin, voditelj Meteorite Men na kanalu Science i predsjednik Nacionalnog svemirskog društva, govori o meteoritima.

27. jula (s5 / e4):

Članica CHIME-a Kaitlyn Shin, studentica MIT-a, objašnjava brze rafalne rafale (FRB)

3. avgusta (s5 / e5):

Predavanje nauke djeci sa Stephanie Ryan, autoricom knjige & # 8220Let & # 8217s Naučite kemiju & # 8221

Pretplatite se na naše novine!

Da! Prijavite me za bilten Cosmic Companion!

Zahvalnost

& # 8220Nitko ne voli astronomiju vani, a ti si usred toga, pa nastavi tako. & # 8221 & # 8211 Neil deGrasse Tyson

& # 8220Emisija je sjajan način da pratite nova otkrića u svemirskim naukama. Čuje se direktno iz naučnika na jeziku koji se lako razumije. & # 8221- Dr. Dimitra Atri, NYU Abu Dhabi

& # 8220Vaša web lokacija je sjajna i mislim da su vaši videozapisi prekrasni. & # 8221 & # 8211 Dr. Jack Hughes, Sveučilište Rutgers


Binarne zvijezde

Iako su više od polovine zvijezda u našem svemiru binarne zvijezde, većina nas ima tendenciju da ignorira dublje razumijevanje i značenje tih zvijezda. Zapravo, većina nas svoje znanje o binarnim zvijezdama dobiva iz zvjezdanog sistema na planeti ‘Tatooine’ iz Ratova zvijezda. Pa, binarnim zvijezdama ima puno više od toga!

Binarne zvijezde su dvije zvijezde zaključane u međusobnom gravitacijskom povlačenju. Pa, zašto su binarne zvijezde tako velika stvar? Binarne zvijezde jedino su sredstvo za direktno određivanje zvjezdanih masa zvijezda osim našeg Sunca. Za astronome je zvjezdana masa eminentno svojstvo koje im pomaže u određivanju životnog ciklusa i sudbine zvijezde. Da bismo razumjeli ovu primjenu binarnih zvijezda, moramo početi od početka.

Kako nastaju binarne zvijezde? Često se binarne zvijezde rađaju iz roditeljske maglice. Matična maglica sastoji se od dvije komponentne zvijezde koje su stvorene odvojeno. Nakon njihovog stvaranja, solarni vjetrovi (tok nabijenih čestica oslobođenih iz gornje atmosfere zvijezde) oslobađaju se preostalog nebularnog materijala. To ostavlja iza dvije zvijezde u tolikoj blizini da ne mogu izbjeći međusobno gravitaciono privlačenje. U nekoliko navrata čak i slobodna zvijezda može pasti u gravitacijskom povlačenju druge zvijezde da bi se zaključala u neizbježnu orbitu i formirala binarni sustav zvijezda.

Klasifikacija binarnih zvijezda temelji se na tome kako ih otkrivamo ili na stvarnom procesu. Postoji pet glavnih vrsta binarnih zvijezda na temelju toga kako ih promatramo. To su optički binarni, vizualni, astrometrijski, spektroskopski i kontaktni.

Za početak imamo optički binarni sistem, koji nije ništa drugo nego iluzija (Oprostite, Mysterio! Svemir je bolji iluzionista!). U ovim vrstama zvjezdanih sistema imamo dvije zvijezde koje leže u istom vidokrugu za nas na Zemlji, ali u stvarnosti su dvije zvijezde međusobno daleko. Međutim, ne moraju sve zvijezde koje se vide zajedno sa Zemlje biti optički binarni elementi. Vizualni binarni elementi pripadaju stvarnom binarnom zvjezdanom sistemu i mogu se lako uočiti uz pomoć teleskopa.

Slika 1: Optički binarni sistem zvijezda.

Binarni sistem zvijezda može biti i astrometrični binarni sistem, gdje vidimo samo jednu od binarnih zvijezda. Druga ‘sramežljiva’ zvijezda ne može se vidjeti ako se ne analizira kretanje vidljive binarne zvijezde. Ako vidljiva zvijezda ima oscilatorno gibanje, možemo zaključiti da je to binarni sustav zvijezda. Ovo oscilatorno kretanje rezultat je gravitacijskog povlačenja nevidljive zvijezde na vidljivoj. Nadalje, imamo i spektroskopske binarne datoteke, gdje se vidi samo jedan izvor svjetlosti. Ako spektar zvijezde pokaže da se Doppler periodično pomiče sa crvenog na plavi pomak, to je binarni sustav zvijezda.

Slika2: Spektroskopski binarni sistem zvijezda.

Posljednja vrsta binarnog zvjezdanog sustava koji ćemo opisati u ovom članku mi je najdraža zbog svoje egzotične prirode. Ovo je kontaktni binarni sistem. Njihove sastavne zvijezde toliko su blizu jedna drugoj da se doslovno dodiruju ili su se stopile u jednu džinovsku omotnicu.

Slika 3: Kontakt binarnog sistema zvijezda.

U gore navedenom kontaktnom binarnom zvjezdanom sistemu možemo vidjeti pojam „LaGrange tačka“, koji je u osnovi tačka u kojoj gravitacijske sile dva tijela proizvode pojačano područje privlačenja i odbijanja. Također se spominje izraz „Rocheov režanj.“ Ovo je područje oko zvijezde u binarnom sustavu, gdje je materijal u orbiti gravitacijski vezan za tu zvijezdu.

Prije nego što konačno naučimo o pronalaženju masa binarnih zvijezda, moramo se upoznati s tri Kepler-ova zakona:

1) Sve se planete kreću oko svoje zvijezde u eliptičnim orbitama, pri čemu zvijezda djeluje kao jedno od žarišta.

2) Vektor poluprečnika koji spaja bilo koju planetu sa njenom zvezdom pomeće jednake površine u jednakim dužinama vremena.

Slika4: Keplerov drugi zakon

3. Kvadrati vremenskih perioda revolucije planeta direktno su proporcionalni kockama njihove srednje udaljenosti od njihove zvijezde.

Ako pretpostavimo da su mase komponentnih zvijezda u binarnom zvjezdanom sistemu slične, možemo usvojiti Keplerov zakon i izmijeniti ga na:

  1. Zvijezde kruže jedna oko druge u eliptičnim putanjama, sa središtem mase (ili barijecentrom) kao jednim zajedničkim žarištem.
  2. Linija između zvijezda (radijus-vektor) pometa jednake površine u jednakim vremenskim periodima.
  3. Kvadrat perioda zvijezde direktno je proporcionalan kocki njene prosječne udaljenosti od centra sistemske mase.

Koristeći ova tri zakona, naučnici su došli do jednačine:

gdje MAje masa zvijezde A i MAje masa zvijezde B. Dakle, ova jednačina se može koristiti za pronalaženje mase binarnih zvijezda.

Da zaključimo, većina zvijezda u našoj galaksiji su binarne zvijezde i oni su jedini način da izmjerimo mase zvijezda osim Sunca. Međutim, izračunavanje masa je samo jedan aspekt važnosti binarnih zvijezda. Kakav još značaj imaju ove zvijezde? Kako su binarne zvijezde povezane sa promjenljivim zvijezdama? Na sva ova pitanja odgovorit ćemo uskoro! Pa, nastavi čitati. I nastavite nagađati, inovirati dok ne zatvorite!


Upotreba u astrofizici

Binarne datoteke pružaju astronomima najbolju metodu za određivanje mase udaljene zvijezde. Gravitaciono povlačenje između njih dovodi ih do kruženja oko njihovog zajedničkog centra mase. Iz orbitalnog uzorka vizuelne binarne datoteke ili vremenske varijacije spektra spektroskopske binarne jedinice može se odrediti masa njegovih zvijezda. Na taj se način može naći veza između izgleda zvijezde (temperature i radijusa) i njene mase, što omogućava određivanje mase ne-binarnih slika.

Budući da veliki broj zvijezda postoji u binarnim sistemima, binarne datoteke su posebno važne za naše razumijevanje procesa kroz koje nastaju zvijezde. Konkretno, period i mase binarnog sistema govore nam o količini trenutnog momenta u sistemu. Budući da je ovo očuvana veličina u fizici, binarni podaci daju nam važne naznake o uvjetima pod kojima su zvijezde nastale.

U binarnom sistemu masivnija zvijezda obično je označena & # 39A & # 39, a njen pratilac & # 39B & # 39. Tako je svijetla glavna zvijezda slijeda Siriusova sustava Sirius A, dok je manji član bijelog patuljka Sirius B. Međutim, ako je par vrlo široko odvojen, mogu biti označeni nadpisima kao kod Zeta Reticuli (& zeta 1 Ret i & zeta 2 Ret).

Nalazi istraživanja

Smatra se da se četvrtina do polovine svih zvijezda nalazi u binarnim sistemima, pri čemu čak 10% tih sistema sadrži više od dvije zvijezde (trojke, četvorke itd.).

Postoji direktna korelacija između perioda revolucije binarne zvijezde i ekscentričnosti njene orbite, s sistemima kratkog perioda koji imaju manju ekscentričnost. Binarne zvijezde mogu se naći s bilo kojim zamislivim razdvajanjem, od parova koji orbitiraju toliko usko da su praktički u međusobnom kontaktu, do parova koji su toliko razdvojeni da njihovu vezu pokazuje samo njihovo zajedničko pravilno kretanje kroz prostor. Među gravitacijski vezanim binarnim sistemima zvijezda postoji takozvana log normalna raspodjela perioda, pri čemu većina ovih sistema kruži oko 100 godina. Ovo je potkrepljujući dokaz za teoriju da se binarni sistemi formiraju tokom formiranja zvijezda.

U parovima gdje su dvije zvijezde jednakog sjaja, one su također istog spektralnog tipa. U sistemima gdje su svjetline različite, blijeđa zvijezda je plavija ako je sjajnija zvijezda džinovska zvijezda, a crvenija ako svjetlija zvijezda pripada glavnom nizu.

Budući da se masa može odrediti samo iz gravitacijskog privlačenja, a jedine zvijezde (osim Sunca i zvijezde s gravitacijskim lećama), za koje se to može utvrditi su binarne zvijezde, ovo je jedinstveno važna klasa zvijezda. U slučaju vizuelne binarne zvijezde, nakon što se odredi orbita i utvrdi zvijezda paralaksa sistema, kombinirana masa dviju zvijezda može se dobiti direktnom primjenom Keplerovog harmonskog zakona.

Nažalost, nemoguće je dobiti potpunu orbitu spektroskopske binarne jedinice, osim ako je ujedno i vizuelna ili pomračujuća binarna, pa se iz tih objekata samo određuje zajednički umnožak mase i sinus ugla nagiba u odnosu na liniju vida je moguć. U slučaju pomračujućih binarnih datoteka, koje su ujedno i spektroskopske binarne datoteke, moguće je pronaći cjelovito rješenje za specifikacije (masa, gustina, veličina, osvijetljenost i približni oblik) oba člana sistema.

Naučna fantastika često je predstavljala planete binarnih ili trostrukih zvijezda. U stvarnosti su neki opsezi orbita nemogući iz dinamičkih razloga (planeta bi bila relativno brzo izbačena iz svoje orbite, ili bi bila izbačena iz sistema ili prebačena u unutarnji ili vanjski orbitalni opseg), dok druge orbite predstavljaju ozbiljne izazove za eventualne biosfere zbog vjerovatnih ekstremnih varijacija površinske temperature tokom različitih dijelova orbite. Otkrivanje planeta oko sistema više zvijezda uvodi dodatne tehničke poteškoće, što je možda razlog zašto se rijetko mogu naći. Primjeri uključuju PSR B1620-26c i HD 188753 Ab, potonji je jedina poznata planeta u trostrukom sistemu od 2006. godine.


Uočeno: Rano formiranje planeta oko sistema binarnih zvijezda

Otkriće planeta koje kruže oko zvijezda izvan našeg Sunčevog sistema dolazi bržom brzinom nego ikad prije, ali to čini svaku novu planetu ništa manje uzbudljivom. Nove slike koje dolaze sa udaljenosti od 450 svjetlosnih godina mogu otkriti planetu - ili planetarni sistem - koji počinje da se formira oko binarnog sistema zvijezda.

Andrea Isella, docentica fizike i astronomije na Univerzitetu Rice, proučava stvaranje planeta. Analizirao je binarnu zvijezdu poznatu kao HD 142527, smještenu u jatu mladih zvijezda Scorpius-Centaurus. Odavno je poznato da je zvijezda - zapravo dvije zvijezde koje su iznutra povezane - obavijena oblakom planetarnog potencijala: koronom prašine, plina i leda u obliku polumjeseca.

Većina prstena oko HD 142527 je plin ugljični monoksid, ali otprilike trećina - na crvenim crtežima - čine prašina i led. Teorija kaže da se molekuli ugljen-monoksida u oblaku smrzavaju u prašini i skupljaju se tokom miliona godina da bi stvorili planetu.

& quot; Temperatura je toliko niska da se plin pretvara u led i lijepi se za zrna, & quot; rekao je Isella. & quot; Ovo je važno za stvaranje planeta. Čvrsta prašina treba da se drži zajedno da bi se stvorilo veće tijelo koje će na kraju gravitacijski privući više kamena i plina. & Quot

& quot; Ako pokušate razbiti kamenje zajedno, oni se ne lijepe jako dobro, & quot; rekao je. & quot; Ako zajedno razbijete grude snijega, oni to rade. Dakle, kada formirate ledeni plašt oko zrna, povećavate njihovu sposobnost da se drže zajedno. & Quot

Znanstvenici su jednom vjerovali da bi okruženje binarnog zvjezdanog sistema bilo previše nestabilno da bi podržavalo planetu, ali nekoliko ih je otkriveno tokom protekle decenije.

Isella i njegov tim koristili su novi radioteleskop Atacama Large Milillimeter / submillimeter Array (ALMA) u Čileu kako bi otkrili informacije nevidljive optičkim teleskopima. Svoja otkrića iznio je na godišnjem sastanku Američkog udruženja za napredak nauke.

Tip prstena uočen oko ove binarne zvijezde naziva se narasli disk, a to je ista vrsta fenomena koji se koristi i za uočavanje crnih rupa.


Astronomi otkrivaju hladni kopneni egzoplanet u Binarnom sustavu zvijezda

Koristeći gravitacijsko mikrolensiranje, tim astronoma predvođen profesorom Andrewom Gouldom sa Državnog univerziteta u Ohaju otkrio je hladnu zemaljsku egzoplanetu koja kruži oko jednog člana binarnog zvjezdanog sistema OGLE-2013-BLG-0341.

Umjetnički prikaz egzoplanete OGLE-2013-BLG-0341LBb i njegove dvije matične zvijezde. Kredit za sliku: Cheongho Han / Chungbuk National University.

Novootkrivena vanzemaljska riječ, nazvana OGLE-2013-BLG-0341LBb, nalazi se u sazviježđu Strijelac, udaljenom oko 3.000 svjetlosnih godina.

To je dvostruko više od Zemlje i kruži oko jedne od zvijezda u binarnom sistemu na gotovo potpuno istoj udaljenosti od koje Zemlja kruži oko Sunca.

Ali njegova zvijezda je 400 puta slabija od našeg Sunca, pa je egzoplaneta vrlo hladna & # 8211 oko minus 213 stepeni Celzijusa.

Druga zvijezda u zvjezdanom sustavu udaljena je samo od prve zvijezde koliko je Saturn od našeg Sunca. Ali i ovaj binarni pratilac je vrlo mračan.

OGLE-2013-BLG-0341LBb prvi put se pojavio kao uron u liniju koja prati podatke o sjaju snimljene teleskopom Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE) 11. aprila 2013.

Egzoplanet je nakratko prekinuo jednu od slika nastalih od zvijezde oko koje kruži dok je sistem prelazio ispred daleko udaljenije zvijezde udaljene 20.000 svjetlosnih godina.

„Traženje planeta unutar binarnih sistema je nezgodno za većinu tehnika, jer svjetlost druge zvijezde komplikuje interpretaciju podataka. Ali u gravitacijskom mikroosobljenju čak i ne gledamo svjetlost iz sistema zvijezda-planeta. Samo promatramo kako njegova gravitacija utječe na svjetlost udaljenije, nepovezane zvijezde. To nam daje novi alat za traženje planeta u binarnim zvjezdanim sistemima “, objasnio je prof. Gould, koji je koautor ovog otkrića u časopisu Nauka.

Although OGLE-2013-BLG-0341LBb is too cold to be habitable, the same exoplanet orbiting a Sun-like star in such a binary system would be in the so-called habitable zone.

Binary star systems composed of dim stars like in OGLE-2013-BLG-0341 are the most common type of star system in our Milky Way Galaxy. So this discovery suggests that there may be many more terrestrial exoplanets out there – some possibly warmer, and possibly harboring life.

“This greatly expands the potential locations to discover habitable planets in the future. We had no idea if Earth-like planets in Earth-like orbits could even form in these systems,” concluded co-author Prof Scott Gaudi of Ohio State University.

A. Gould i dr. 2014. A terrestrial planet in a

1-AU orbit around one member of a ∼15-AU binary. Nauka, vol. 345, no. 6192, pp. 46-49 doi: 10.1126/science.1251527


The weirdest binary: Planet and not-a-star barely orbit each other

Astronomers have found a pretty weird binary system about 450 light years from Earth: Neither of its components is a star. Instead, one is a brown dwarf, and the other appears to be a planet orbiting it! Even then, the brown dwarf is on the lower end of things. If it were any less massive it would be a planet itself.

The system is called CFHTWIR-Oph 98, but we'll call it Oph 98 for short. It was found a few years ago in ground-based observations using the Canada-France-Hawaii Telescope's infrared WIRCAM camera (hence the first part of the object's name) in a region of the galaxy where stars are being born which we see in the constellation of Ophiuchus (hence the second name part). It was observed in 2006 and 2012, and identified as a brown dwarf — an object more massive than a planet but too lightweight to ignite sustained nuclear fusion in its core like a star.

More Bad Astronomy

Astronomers re-observed it in 2013 with Hubble, and then again in 2020 with the United Kingdom Infrared Telescope. In all three telescope images, a fainter object can be seen very close to the primary (brighter) object, the brown dwarf. Right away they suspected it could be a companion, but how to be sure?

CFHT (left), Hubble (middle) and UKIRT (right) observations of the extremely low-mass object Oph 98 AB (indicated in the middle panel), what is likely a brown dwarf /planet system. Credit: Fontanive et al.

One way is to observe them over several years and track their motion through space. If they move together, they're likely to be connected, but if they don't the faint one is likely to be a background star or galaxy. That's why I mentioned all those observations and their dates: Sure enough, the two are moving together through space, and appear to be physically associated with one another. Therefore we call the primary Oph 98 A and the secondary Oph 98 B (to be honest I think the B should be b since it's a planet, but the naming convention isn't clear in this case since the primary is a brown dwarf).

But that's weird! Given their distance from Earth and their apparent separation in the sky, they must be at least 30 billion kilometers apart. That's a long way over six times farther than Neptune is from the Sun.

The new observations allowed the astronomers to get a mass estimate for the two objects, and that's where it gets even more fun. Oph 98 A appears to have a mass of about 15 times Jupiter's mass. That's at the very lowest end of the brown dwarf mass range. It likely is able to fuse deuterium (an isotope of hydrogen) in its core, but not for terribly long. After that it will not generate any new energy and just cool off for the next, oh, trillion years or so.

Oph 98 B has a mass of about 8 Jupiters, so it's pretty firmly in the planetary mass range. These numbers are based on the ages of the objects, which the astronomers tag at 3 million years very young. They may be anywhere from 1–7 million years old, in which case their masses might be somewhat higher or lower. So it's moguće that the primary actually is a planet and not a brown dwarf.

A rather fanciful piece of art showing the brown dwarf Oph 98A (upper left) orbited by a planetary-mass companion. Separated by 30 billion km, they would each appear as dots from the other. Credit: Thibaut Roger / University of Bern

Either way, it's a very low-mass system even added together they are far less massive than the least massive true star. And that's why this is so odd: At a separation of 30 billion kilometers (at least!) they're barely holding on to each other gravitationally. They have what's called the lowest binding energy of any system known it would only take a small input of energy to unbind them and flung them apart.

Which also raises the question on how they formed at all. Brown dwarfs form in a similar way to stars, where a dense, cold cloud of gas and dust collapses. This creates a swirling disk with the object forming in the center. Planets, though, form from the disk and not from the direct collapse of the cloud.

That can't be the case for Oph 98 B. For one thing, the disk of a brown dwarf doesn't have enough stuff in it to make a planet 8 times Jupiter's mass. For another, the disk is too small to form a planet that far out. It's possible they formed closer together and the secondary got flung out, maybe by an encounter with a passing star, but that seems unlikely in the short time they've been around. Also, they are just barely bound together by gravity, and it's unlikely an encounter would give the planet just that much energy to barely not escape. It's too big a coincidence to swallow.

So it looks like they both formed from direct cloud collapse, and that's a surprise. Scientists love surprises. It means we've learned something, and that there's more to learn.

There are a handful of extremely low-mass binary systems known, but this one has the lowest binding energy known. It's also odd that the primary is about twice the mass of the secondary in general the two objects tend to have similar masses (that has to do with the formation mechanism which tends to even out the masses).

All of this means there's a lot more to understand about systems like these. They're really faint, which is why we haven't seen many. It helps that this one is so close to us, and so young. That means the two objects are blazing away with the heat of their formation and therefore brighter.

We don't know how they formed, exactly, but we have a decent idea of what their future is. It's very likely they won't last long as a couple any star that passes reasonably close will yank them apart, and they'll each spend the rest of eternity orbiting the galaxy alone.

Such is the fate of many objects in our Milky Way, including, I'll note, the Sun. But it makes me wonder just how many rogue planets there are out in the black cold, faint objects essentially invisible to us. There's a lot going on in the galaxy, and we're just now starting to see how much we don't see.


Why buy a refractor?

For high-quality lunar, planetary, globular cluster, and binary star observing - as well as for surprisingly good views of the brighter Messier, NGC, and IC catalog galaxies and nebulas - many amateur astronomers prefer the crisp, high-contrast, diffraction-free images of a good refractor.

Under average seeing conditions, a useful rule of thumb in astronomy is that a good quality 3" to 4" refractor can often outperform an average quality 6" to 8" reflector or catadioptric telescope for seeing details on the Moon and planets, splitting binary stars, and resolving globular clusters.

Zašto? Unlike reflectors and catadioptrics (Schmidt-Cassegrains, Maksutov-Cassegrains, etc.), refractors do not have a secondary mirror obstruction or multiple-reflection optical path to introduce light-scattering diffraction and internal reflections that brighten the sky background, reduce contrast, and smear images.

Refractors also have the highest light transmission - the percentage of the light gathered by the scope that actually reaches your eye. Refractors typically transmit 90% or more of the light they collect, compared with the 77% to 80% transmission of reflectors and 64% to 75% of catadioptrics. (The reflector and catadioptric percentages only concern the reflectivity of standard aluminum mirror coatings. They do not take into account the light blocked by a reflector or catadioptric's diagonal or secondary mirror, which can reach a hefty 15% to 20% additional light loss in some scopes.)

Unlike reflectors and catadioptrics, which can lose 1% to 1.5% of their reflectivity per mirror surface per year as their aluminum coatings gradually oxidize, the light transmission of a low-maintenance refractor rarely deteriorates significantly with age. Century-old refractors are still used, and highly prized, by discerning amateurs, and the world's largest refractor - the Yerkes Observatory's massive 40" - has been in professional use since 1897.

The result of a refractor's lower diffraction and higher light transmission? Given favorable seeing conditions, a modestly-sized refractor can often show you subtle lunar and planetary features with a wider and more easily observed contrast range, and with more sharply etched detail, than is possible with the light-scattering optics of larger reflectors and catadioptrics.

This is especially true on nights of less-than-perfect seeing, when the details visible in a larger scope are often blurred by turbulence in our atmosphere. A smaller refractor looks through less of our unstable atmosphere and its images are consequently less affected by this turbulence. A good 80mm refractor, for example, can reveal more lunar detail than you can sketch in a lifetime of observing.

Diffraction spikes on a reflector's star images, caused by its diagonal mirror's spider vanes, are absent in an unobstructed refractor. With no diffraction spikes to hide faint binary star components or smear globular clusters, refractors can often resolve close-spaced stars more precisely than the typical reflector.

Since the Moon and planets are all brightly lit by the Sun, a large light-gathering capacity is not as important as high magnification within the solar system. The relatively small aperture of a refractor therefore often has an advantage over a larger reflector-type scope for this kind of observing, as there is less glare from a larger scope's brightly lit planetary surfaces to wash out faint detail.

For purely visual lunar, planetary, binary and star cluster observing, an altazimuth refractor with manual slow motion controls may be perfectly adequate. If a family shares the telescope, however, an equatorial mount with a motor drive will keep objects centered in the field of view so all can share the same view. Close-up lunar and planetary photography generally requires such a mount and motor drive. Thanks to the increasing availability of economically-priced high-sensitivity DSLR and CCD cameras for astrophotography, moderate-aperture short focal length refractors are becoming increasingly popular for wide-field deep space nebula and galaxy photography.

The drawbacks of a refractor? Except for very expensive apochromatic designs, all refractors suffer from chromatic aberration (or "spurious color"). This is an optical defect that produces a faint, and normally unobjectionable, pale violet halo around bright stars, the limb of the Moon, and the planets. Chromatic aberration becomes more visible as the aperture increases and the focal ratio decreases, although modern optical systems minimize the problem in two-element achromatic refractors - and virtually eliminate it in three to four lens apochromatic systems.

While they are light in weight and economical in smaller sizes, even the go-to computerized models, refractors become bulkier and considerably more expensive than reflectors or catadioptric scopes as apertures hit 4" (102mm) and above. A premium 4" apochromatic refractor can cost and weigh four to eight times as much as a 4.5" reflector or 3.5" Maksutov-Cassegrain.

But these drawbacks aside, and if sheer light grasp is not essential - for hunting very faint galaxies, for example, where a larger reflector would have the light-gathering edge - the clarity, contrast, and sheer image quality of a good refractor is well worth your consideration.

REFRACTOR REPORT CARDS FOR VISUAL OBSERVING
(used in excellent seeing conditions and with no light pollution adapted from Astronomy Magazine):

E = excellent VG = very good G = good F = fair P = poor.

Small aperture (2" to 3") "toy store/bargain" refractors:
Price range: $100-$200
Portability: E
Ease of setup: E
Ease of use: F
Performance on the Moon: F
Performance on comets: P
Performance on double stars: P
Performance on galaxies and nebulas: P
Performance on planets: P

Small aperture (3" to 4") achromatic refractors:
Price range: $200-$800
Portability: E
Ease of setup: G
Ease of use: G
Performance on the Moon: E
Performance on comets: F
Performance on double stars: VG
Performance on galaxies and nebulas: F
Performance on planets: VG

Medium aperture (4" to 5") apochromatic refractors:
Price range: $700-$10,000
Portability: VG
Ease of setup: E
Ease of use: VG
Performance on the Moon: E
Performance on comets: VG
Performance on double stars: VG
Performance on galaxies and nebulas: G
Performance on planets: VG

Large aperture (5" to 8") achromatic refractors:
Price range: $800-$3200
Portability: F to VG
Ease of setup: G+
Ease of use: VG
Performance on the Moon: E
Performance on comets: VG
Performance on double stars: E
Performance on galaxies and nebulas: G
Performance on planets: E

Large aperture (6" to 8") apochromatic refractors:
Price range: $5000-$27,000 and up
Portability: F
Ease of setup: F
Ease of use: VG
Performance on the Moon: E
Performance on comets: VG
Performance on double stars: E
Performance on galaxies and nebulas: G
Performance on planets: E


Pogledajte video: Prijateljska utakmica: Crvena zvezda - Arđeš 3:0, ceo meč (Oktobar 2022).