Повеќеѕвезден систем

Уметнички приказ на орбитите на HD 188753, троен ѕвезден систем

Повеќеѕвезден систем — систем составен од три или повеќе ѕвезди кои гледани од Земјата изгледаат дека се блиску една до друга на небото. Ова може да е резултат на ѕвезди кои се физички блиску и кои ги поврзува гравитацијата тогаш велиме дека се работи за физички повеќеѕвезден систем, или може ѕвездите само да изгледаат дека се блиску една до друга тогаш велиме дека се работи за оптички повеќеѕвезден систем.^[1][2][3] Физичките повеќекратните ѕвездени системи исто така се нарекуваат и само ѕвездени системи.

Повеќето повеќекртани ѕвездени системи се тројни ѕвезди, а системите со четири, пет, шест или повеќе составници статистички поретко се среќаваат.^[2]

Повеќеѕвездените системи по големина се меѓу двоен систем, две ѕвезди во стабилна орбита и расеано ѕвездено јато, кое е со посложена динамика и обично има од 100 до 1.000 ѕвезди.^[4] Повеќето повеќеѕвездени системи се организирани во хиерархија, при што помалите орбити се групирани внатре во поголемите орбити. Во ваквите системи взаемното дејство меѓу орбитите е мало, како при двојни ѕвезди, и орбитите се стабилни.^[2][5] Други повеќеѕвездени системи, кои се наречени и трапезија (trapezia), обично се многу млади и нестабилни системи, но брзо се раздвојуваат во стабилни повеќеѕвездени системи. Пример за ваков систем е Трапезиум кое се наоѓа во срцето на маглината Орион.^[6][7]

Хиерархија на системите

Троен ѕвезден систем

Во троен ѕвезден систем секоја ѕвезда орбитира околу тежиштето на системот. Обично две од ѕвездите формираат близок двоен систем, а третата кружи околу нив на поголемо растојание. Ваквата поставеност се нарекува хиерархиска.^[8][9] Причината за ова е тоа што ако внатрешните и надворешните орбити се со слична големина, системот може да стане динамички нестабилен, со што една од ѕвездите ќе биде отфрлена од системот.^[10]

Повеќе ѕвезди во системот

Мобилни дијаграми: (a) мултиплекс; (b) симплекс, двоен систем; (c) симплекс, троен систем; (d) симплекс, систем од четири ѕвезди, хиерархија 2; (e) симплекс, систем од четири ѕвезди, хиерархија 3; (f) симплекс, систем од пет ѕвезди, хиерархија 4.

Хиерархиските повеќеѕвездени системи со повеќе од три ѕвезди можат да дадат бројни сложени поставености, што е илустрирано од Еванс (1968) и наречено мобилен дијаграм. Некои примери се прикажани на сликата лево. Секој од дијаграмите илустрира распаѓање на системот на два или повеќе системи кои се помали. Еванс дијаграмот го нарекува мултиплекс ако распаѓањето на некои подсистеми вклучува две или повеќе орбити со слична големина (повеќе од две „деца“). За тројните ѕвезди ова е нестабилно, но за системите со повеќе ѕвезди се очекува да бидат симплекс, односно на секое ниво да има точно две „деца“. Еванс нивоата во дијаграмот ги нарекува хиерархија.^[11]

Симплекс дијаграм, хиерархија 1, како во случајот (b), се однесува на двоен систем.

Симплекс дијаграм, хиерархија 2 може да опише троен систем, како во случајот (c), или систем со четири ѕвезди, како во случајот (d).

Симплекс дијаграм, хиерархија 3 може да го опише било кој систем од четири до осум составници. Мобилниот дијаграм од случајот (e) е пример за систем од четири составници со хиерархија 3.

Пример за систем со хиерархија 3 е ѕвездата Кастор, ѕвезда позната и како Alpha Geminorum или α Gem. Составена е од она што изгледа како визуелна двојна ѕвезда но со подетално испитување се гледа како систем на две спектроскопски двојни ѕвезди. Ова би можело да биде систем од четири составници со хиерархија 2 како во случајот (d), но околу овој систем орбитира не толку видлива подалечна составница, која е двојно црвено џуџе. Така добиваме систем од шест составници со хиерархија 3.^[12]

Максималната хиерархија забележана во ѕвездениот каталог за повеќеѕвездени системи на А. А. Токовинин (A. A. Tokovinin), од 1999 година, е 4.^[13] На пример, ѕвездите Gliese 644A и Gliese 644B го форимираат она што изгледа како визуелна двојна ѕвезда; но бидејќи Gliese 644B е спектроскопски двојна, овде всушност се работи за троен ѕвезден систем, чиј дел е и подалечниот придружник Gliese 643 и уште подалечниот Gliese 644C. Вака добиваме систем од пет составници чиј мобилен дијаграм е дијаграм од ниво 4, кој се појавува во случајот (f).^[14]

Можни се и повисоки хиерархии.^[9][15] Повеќето од овие повисоки хиерархии се или стабилни или имаат внатрешни растројувања.^[16][17][18] Други пак, кои изгледаат како комплексни повеќеѕвездени системи, со време се раздвојуваат во помали комплекси на повеќеѕвездени системи.^[19][20]

Трапезија

Втората позната класа на повеќеѕвездени системи се младите системи трапезија, наречени според познатиот повеќеѕвезден систем познат како Трапезиум кој се наоѓа во срцето на маглината Орион.^[6] Ваквите системи не се ретки, обично се наоѓаат блиску до или во сјајна маглина. Овие ѕвезди немаат стандардна хиерархија, но имаат стабилни орбити при што тежиштето не е непроменливо во некоја точка, туку се поместува како што ѕвездите ја менуваат меѓусебната позицијата. Оваа врска е наречена interplay.^[21] Ваквите ѕвезди на крајот се сместуваат до двоен систем со далечен придружник.^[21]

Орбитално движење во повеќеѕвезден систем

Пресметување на тежиштето кај двојна ѕвезда

Во обичен случај на двојна ѕвезда, r₁, растојанието од тежиштето на првата ѕвезда до тежиштето е дадено со:

${\displaystyle r_{1}=a\cdot {m_{2} \over m_{1}+m_{2}}={a \over 1+m_{1}/m_{2}}}$

каде:

a е растојанието меѓу двата ѕвездени центри а

m₁ и m₂ се масите на двете ѕвезди.

Ако a се земе да биде половина од главната оска, тогаш r₁ ќе биде половина од главната оска од орбитата на првото тело околу тежиштето или барицентар, а r₂ = a - r₁ ќе биде половина од главната оска на орбитата на второто тело. Кога тежиштето е сместено во помасивно тело, тоа тело нема да има забележлива орбита, туку само ќе се ниша.

Анимација на тежиштето

На анимациите позицијата на црвениот крст го покажува центарот на гравитација на системот.

(a.) Две тела со слична маса кружат околу заедничко тежиште, (или барицентар).	(b.) Две тела со различна маса кружат околу заеднички барицентар.	(c.) Две тела со голема разлика во масите кружат околу заеднички барицентар (налик на системот Земја-Месечина)
(d.) Две тела со ектремна разлика во масата кружат околу заеднички барицентар (налик на системот Сонце-Земја)	(e.) Две тела со слична маса орбитираат во елипса околу заеднички барицентар.

Означување и номенклатура

Означување на повеќеѕвезден систем

Составниците на повеќеѕвездените системи се означуваат со наставките A, B, C, итн. Наставките како AB може да се употребат за да означат пар на ѕвезди кои се A и B. Редицата на букви B, C, итн. се додаваат во зависност од раздвоеноста од составницата A.^[22][23] Деловите кои се откриени блиску до веќе видена составница може да се означат со наставките Aa, Ba, и така натаму.^[23]

Номенклатура во каталог за повеќеѕвездени системи

Подсистеми во каталогот за повеќеѕвездени системи Токовинин.

Каталогот за повеќеѕвездени системи Токовинин (A. A. Tokovinin's Multiple Star Catalogue) користи систем при кој секој подсистем во мобилниот дијаграм се означува со броеви. Во мобилниот дијаграм (d) од погоре, на пример, на најширокиот систем му е даден бројот 1, додека подсистемот кој е содржан во примарната составница се означува како 11, а подсистемот од секундарната составница е означен 12. Подсистемите кои се појавуваат под овој мобилен дијаграм се означуваат со трицифрени, четворицифрени и повеќецифрени броеви. Кога се опишува со овој метод систем кој не е хиерархиски, истите броеви за подсистемите ќе се користат повеќе од еднаш. На пример, систем со видливи три составници, A, B и C, треба да се групира во два подсистеми означени како 1, а кои се однесуваат на двата двојни системи AB и AC. Во овој случај, ако B и C се исто така групирани како двојни, ќе им се даде ознака на подсистемски броеви 12 и 13.^[24]

Примери

HD 98800 е ѕвезден систем составен од четири составници сместен во TW Hydrae

• HR 3617 е повеќеѕвезден систем со три составници, HR 3617A, HR 3617B и HR 3617C. A и B формираат физичка двојна ѕвезда, додека C е оптичка.
• Alpha Centauri е троен ѕвезден систем составен од главен двоен пар жолто џуџе (Alpha Centauri A и Alpha Centauri B), и подалечно црвено џуџе, Proxima Centauri. Составниците A и B формираат двојна ѕвезда, означена како Alpha Centauri AB, α Cen AB, или RHD 1 AB, каде AB означува дека се работи за двоен систем.^[25]
• HD 188753 е физички троен ѕвезден систем сместен 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. Составниците B и C орбитираат еден околу руг на секои 156 дена, а како група кружат околу составницата A на секои 25,7 години. Постои и врела планета налик на Јупитер која орбитира многу блиску до ѕвездата A.
• Северница или Алфа Голема Мечка (α UMa), ѕвездата Северница, е троен ѕвезден систем каде едниот придружник е екстремно блиску до главната ѕвезда—толку блиску што за него се знаеше само поради неговото гравитациско дејство врз Polaris A (α UMa A) сè додека конечно е снимен со телескопот Хабл во 2006 година.

Понатамошна номенклатура на повеќеѕвездените системи

Постоечката номенклатура за двојни и повеќеѕвездени сситеми може да направи збрка. На пример, означувањето на двојните ѕвезди за видливите двојни ѕвезди и означувањето на променливите ѕвезди за затемнувачките двојни ѕвезди, или може да се додаваат различни букви од различни автори, па се случува она што некој го означил како A за друг да биде C.^[26] Од 1999 година, договорени се четири шеми за решавање на овој проблем:^[26]

1. KoMa, хиерархиска шема која користи повисоки и пониски букви, како и арапски и римски цифри;
2. Urban/Corbin Designation Method, хиерархиска бројчена шема налик на системот Dewey Decimal;^[27]
3. Sequential Designation Method, шема без хиерархија, каде на составниците и подсистемите им се додаваат броеви според редоследот на откривањето;^[28] и
4. WMC, the Washington Multiplicity Catalog, хиерархиска шема каде наставките кои се користат во Washington Double Star Catalog се прошируваат со дополнителни букви и броеви како наставки.

Поврзано

• Двоен систем
• Ѕвезден систем

Наводи

1. Hipparcos: Двојни и повеќекратни ѕвезди (англиски), мрежно место, пристапено на 31 октомври, 2007.
2. MSC - каталог на физички повеќекратни ѕвезди, A. A. Tokovinin, Astronomy and Astrophysics Supplement Series 124 (јули 1997), стр. 75–84.
3. [https://web.archive.org/web/20080423093456/http://www.seds.org/messier/bina.html Архивирано на 23 април 2008 г. Двојни и повеќекратни ѕвезди (англиски)], пос. 26 мај 2007.
4. p. 24, Galactic Dynamics, James Binney and Scott Tremaine, Princeton University Press, 1987, ISBN 0-691-08445-9.
5. Heintz, W. D. (1978). Double Stars. D. Reidel Publishing Company, Dordrecht. стр. 1. ISBN 9027708851.
6. Heintz, W. D. (1978). Double Stars. D. Reidel Publishing Company, Dordrecht. стр. 67–68. ISBN 9027708851.
7. Runaway Stars, Trapezia, and Subtrapezia, Christine Allen, Arcadio Poveda, and Alejandro Hernández-Alcántara, Revista Mexicana de Astronomía y Astrofísica (Serie de Conferencias) 25 (2006), pp. 13–15, Bibcode: 2006RMxAC..25...13A.
8. Heintz, W. D. (1978). Double Stars. D. Reidel Publishing Company, Dordrecht. стр. 66–67. ISBN 9027708851.
9. Evans, David S. (1968). „Stars of Higher Multiplicity“. Quarterly Journal of the Royal Astronomical Society. 9: 388–400. Bibcode:1968QJRAS...9..388E.
10. A Note on the Stability of Hierarchical Triple Stars with Initially Circular Orbits, L. G. Kiseleva, P. P. Eggleton, and J. P. Anosova, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 267, #1 (март 1994), стр. 161–166, Bibcode: 1994MNRAS.267..161K.
11. pp. 393–394, Evans, David S. (1968). „Stars of Higher Multiplicity“. Quarterly Journal of the Royal Astronomical Society. 9: 388–400. Bibcode:1968QJRAS...9..388E.
12. Heintz, W. D. (1978). Double Stars. D. Reidel Publishing Company, Dordrecht. стр. 72. ISBN 9027708851.
13. MSC - a catalogue of physical multiple stars, A. A. Tokovinin, 1997–1999, CDS ID J/A+AS/124/75.
14. Studies of multiple stellar systems - IV. The triple-lined spectroscopic system Gliese 644, Tzevi Mazeh et al., Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 325, 1 (Јули 2001), стр. 343–357, Bibcode: 2001MNRAS.325..343M, doi:10.1046/j.1365-8711.2001.04419.x; види §7–8 за дискусија во врска со четирикратен систем.
15. Heintz, W. D. (1978). Double Stars. D. Reidel Publishing Company, Dordrecht. стр. 65-66. ISBN 9027708851.
16. [1], Harrington, R.S., Astronomical Journal, 75 (1970), стр. 114-118.
17. [2], Fekel, Francis C., Vistas in Astronomy,30 (1987), стр. 69-76-118.
18. [3], Zhuchkov, R. Ya.; Orlov, V. V.; Rubinov, A. V., Publications of the Astronomical Observatory of Belgrade,,80 (2006), стр. 155-160.
19. [4], Rubinov, A. V., Astronomy Reports 48 (2004), стр. 155-160.
20. [5], Harrington, R. S., Rev. Mex. Astron. Astrofis 3 (1977), стр. 209.
21. Heintz, W. D. (1978). Double Stars. D. Reidel Publishing Company, Dordrecht. стр. 68. ISBN 9027708851.
22. Heintz, W. D. (1978). Double Stars. Dordrecht: D. Reidel Publishing Company. стр. 19. ISBN 9027708851.
23. Format, The Washington Double Star Catalog Архивирано на 12 април 2008 г., Brian D. Mason, Gary L. Wycoff, and William I. Hartkopf, Astrometry Department, United States Naval Observatory. Последен пат пристапено на 20 август, 2008.
24. §2.4, MSC - a catalogue of physical multiple stars, A. A. Tokovinin, Astronomy and Astrophysics Supplement Series 124 (Јули 1997), стр. 75–84.
25. Mason, B.D.; Wycoff, G.L. I. Hartkopf, W.I.. (2008). „Washington Visual Double Star Catalog, 2006.5 (WDS)“. U. S.Naval Observatory, Washington D.C. Архивирано од изворникот на 2011-02-14. Посетено на 2009-02-03.
26. William I. Hartkopf & Brian D. Mason. „Addressing confusion in double star nomenclature: The Washington Multiplicity Catalog“. United States Naval Observatory. Архивирано од изворникот на 2011-05-17. Посетено на 12 септември 2008.
27. „Urban/Corbin Designation Method“. United States Naval Observatory. Архивирано од изворникот на 2007-09-13. Посетено на 12 септември 2008.
28. „Sequential Designation Method“. United States Naval Observatory. Архивирано од изворникот на 2007-09-11. Посетено на 12 септември 2008.

Надворешни врски

• The Double Star Library Архивирано на 15 декември 2008 г. (англиски)
• Triple star system, APOD (англиски)
• Alpha Centauri system, APOD (англиски)
• Alpha Centauri, APOD, 2002 април 25 (англиски)