Frage:
Warum gibt es so viele binäre Systeme?
RonS
2019-11-15 03:24:15 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Die meisten Sternensysteme sind binär, aber warum ist das so? Warum sollten sich neue Sterne in der Nähe anderer bilden und sich nicht (relativ) gleichmäßig ausbreiten? Und selbst wenn sie nahe beieinander liegen, warum sind die meisten binär? Oder sind Binärdateien diejenigen, die überleben und Systeme mit 3 oder mehr Sternen instabil sind und schnell kollidieren?

Wenn dies der Fall ist, was macht Binärsysteme dann stabil? Warum drehen sich die Sterne nicht einfach hinein und kollidieren oder brechen kurz nach der Schöpfung ab?

Drei antworten:
Rob Jeffries
2019-11-15 05:31:00 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Kollabierende Gaswolken zersplittern in mehrere Kerne, da die Jeansmasse, die die minimale Masse bestimmt, die durch die Gravitation instabil wird, kleiner wird, wenn sich die Wolke zusammenziehen kann, ohne sich zu stark zu erwärmen. dh $$ M_J \ propto T ^ {3/2} \ rho ^ {- 1/2}, $$ span> wobei $ \ rho $ span> ist die Wolkendichte. Wenn also die Wolkendichte zunehmen kann, aber die Temperatur konstant bleibt (ish), schrumpft die Jeansmasse und die Wolke wird für eine weitere Fragmentierung instabil.

Mehrere Systeme mit $ n>2 $ span> sind von Natur aus instabil, es sei denn, sie sind hierarchisch. d.h. ein Stern in einer weiten Umlaufbahn um ein enges Paar kann stabil sein, ebenso wie zwei nahe binäre Systeme, die sich gegenseitig umkreisen. Die Bedingung für die Stabilität ist ungefähr, dass der Abstand des breiteren Sterns das 5- bis 10-fache des inneren Paares betragen muss ([abhängig von Massenverhältnissen und Exzentrizitäten - Eggleton & Kiseleva 1995). In den meisten anderen Fällen werden andere Sterne aus einem Mehrfachsystem ausgestoßen, wodurch ein binäres System zurückbleibt. Durisen et al. (2001).

Was macht eine Binärdatei stabil? Wir werden, was würde es instabil machen? Ich bin mir nicht sicher, warum Sie denken, dass sie sich aufeinander zu drehen sollten. Dies kann nur geschehen, wenn es einen dissipativen Mechanismus gibt, wie z. B. Gezeitenwechselwirkungen. Gravitationswellen sind in allen außer engen Binärdateien mit kompakten Sternresten unwirksam. Sie können sich nicht "losreißen", weil sie gravitativ gebunden sind.

BEARBEITEN: Beachten Sie, dass es nicht stimmt, dass die meisten Systeme Binärdateien sind. Die meisten "Systeme" sind tatsächlich Einzelsterne. Die Binärfrequenz für Sterne vom Solartyp beträgt etwa 50% - d. H. So viele Singles wie Binärdateien; Aber die Binärfrequenz für die viel zahlreicheren M-Zwerge liegt wahrscheinlich bei 30%, und so überwiegen einzelne Sterne die Anzahl der Binärsysteme, obwohl nicht klar ist, ob dies bei der Geburt zutrifft Duchene & Kraus (2013).

Würden diese ausgestoßenen Sterne nicht die Anzahl der verbleibenden Binärpaare übersteigen?
@MSalters Ja, und für Sterne vom Solartyp und solche mit geringerer Masse sind einzelne Sterne zahlreicher als binäre Systeme.
Kyle
2019-11-15 05:35:37 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Zwei massive Körper, die sich gegenseitig umkreisen, bilden stabile Umlaufbahnen. Dies wird als "Zwei-Körper-Problem" bezeichnet. Fügen Sie dem System einen dritten Körper hinzu, und die Ergebnisse sind instabile Umlaufbahnen. Es ist vergleichbar mit der Bewegung eines einzelnen Pendels. Ein einzelnes Pendel, das hin und her schwingt, ist ein lineares System mit einer Bewegung, die sich wiederholt und vorhersehbar ist. In ähnlicher Weise sind zwei Körper, die sich gegenseitig umkreisen, ein lineares System. Ein Doppelpendel ist ein nichtlineares System, bei dem die Bewegung empfindlich auf Anfangsbedingungen reagiert. Die resultierende Bewegung ist "chaotisch". In ähnlicher Weise ist ein Drei-Körper-System für Umlaufbahnen von Natur aus chaotisch. In der Natur werden dritte Körper, die sich in der Nähe von zwei anderen Körpern bilden, wahrscheinlich aus dem System ausgeworfen, sodass nur noch zwei Körper übrig bleiben. Sie können dies alles selbst sehen, wenn Sie Super Planet Crash http://www.stefanom.org/spc/

spielen
Ich denke, dass es für die Leser irreführend sein könnte, alle Dreifachsternsysteme als "instabil" zu bezeichnen, wenn man bedenkt, wie viele langlebige Drei- und Viersternsysteme existieren und wahrscheinlich mindestens so lange halten wie die Lebensdauer der Sterne selbst. Um dies weiter zu untersuchen, habe ich gerade gefragt [Sind die Umlaufbahnen aller Dreifachsternsysteme zumindest technisch instabil?] (Https://astronomy.stackexchange.com/q/33947/7982)
@uhoh "statistisch gesehen eher instabil als binäre Systeme" scheint eine bessere Beschreibung dessen zu sein, was Kyle beabsichtigt hat.
Fühlen Sie sich frei, meine Antwort zu bearbeiten.
eagle275
2019-11-15 18:24:37 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Nach dem, woran ich mich aus dem Astronomieunterricht erinnere ... damit die Gaswolke einen Stern bildet, muss sie einige "Schwierigkeiten" überwinden - Kräfte, die das weitere Schrumpfen hemmen. Erstens müssen sich die Moleküle sehr langsam bewegen. Nur kalte Wolken können zu Sternen werden - sonst könnten sie keine Regionen mit höherer Massenkonzentration bilden, die den gesamten Schrumpfungsprozess starten würden. Das nächste Problem ist der Drehimpuls. Aufgrund des Schrumpfens und der außermittigen Ankunft von Molekülen zum schrumpfenden Kern (der später zum Stern wird) - sie induzieren eine Rotation - würde die Rotation irgendwann das weitere Schrumpfen der Gaswolke durch Zentrifugalkraft begrenzen. Daher benötigt die Wolke einen Mechanismus, um den Drehimpuls zu verlieren. Dies geschieht durch Reibung gegen das verbleibende Material - dies dauert jedoch lange. Modelle zeigen, dass durch den Bau von 2 Kernen, die sich gegenseitig umkreisen, dieser Impuls ungefähr halbiert und zwischen diesen Kernen geteilt wird - was ein schnelleres Schrumpfen der Gaswolke ermöglicht. Fügen Sie hinzu, was @Kyle über die Stabilität von 2 Körpersystemen gegenüber 3 Körpersystemen sagt, und Sie erhalten Ihre Dominanz von binären Sternensystemen



Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 4.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
Loading...