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雙恒星系統有幾顆行星

科技 更新时间:2025-01-09 01:01:43

在我們銀河系中,有不少三顆恒星組成的三合星系統,比如目前的北極星(勾陳一)、半人馬座α星(南門二)、HD 188753,格利澤667等等,它們的繞行方式各有特點,但是對于差不多質量的三顆恒星,是很難在實際中長期穩定繞行的。

三合星系統

在我們銀河系中,有近2000億顆恒星,據估計,這些恒星當中的有超過一半的處于聚星系統當中,也就是由兩顆或者兩顆以上恒星相互繞行形成的天文系統,其中雙星系統是最多的,三合星系統也有不少,比如距離太陽系最近的南門二,就是一個典型的三合星系統。

雙恒星系統有幾顆行星(三顆恒星形成的三合星系統是怎麼樣的)1

根據牛頓力學的描述,三顆恒星相互繞行屬于典型的多體問題,在理論上處于混沌狀态,極易受微小影響導緻軌道發生巨大變化,使得三體問題不存在固定的解,隻有當三顆恒星的質量相差較大時,形成限制性三體問題,這樣比較容易形成長時間穩定的三合星系統。

雙恒星系統有幾顆行星(三顆恒星形成的三合星系統是怎麼樣的)2

在理論上,三顆恒星的質量越相近,就越難形成長期穩定的系統,如果三顆恒星的質量完全相等,就隻有幾個特殊的情況能穩定存在,比如平面中三顆恒星形成等邊三角形,然後繞三角形中心旋轉,或者三顆恒星在一條8字軌道上運行。

雙恒星系統有幾顆行星(三顆恒星形成的三合星系統是怎麼樣的)3

如果在三維空間中将更加複雜,對于三顆質量完全相等,初始參數又剛好形成穩定軌道的情況,在實際當中幾乎是不可能發生的。

北極星

目前的北極星是勾陳一,勾陳一是典型的三合星系統,距離地球434光年,在古代人們一直以為勾陳一是一顆獨立的恒星,在200多年前,英國天文學家赫舍爾用望遠鏡發現勾陳一存在一顆亮度較大的伴星——勾陳一B,兩者距離為3600億公裡。

雙恒星系統有幾顆行星(三顆恒星形成的三合星系統是怎麼樣的)4

直到2006年,哈勃天文望遠鏡又發現其中一顆較小質量的伴星——勾陳一AB,距離勾陳一27億公裡。三者的繞行關系如圖中所示。

半人馬座α星

半人馬座α星在中國古代稱之為南門二,是距離太陽系最近的恒星系統,有大約4.2光年,也就是大劉《三體》中描述的三體星系。

雙恒星系統有幾顆行星(三顆恒星形成的三合星系統是怎麼樣的)5

半人馬座三星的繞行方式和北極星完全不同, 半人馬座α星A和 半人馬座α星B相互繞行,然後小質量的比鄰星在遠處,繞着兩顆大質量恒星的質量中心運行,三顆恒星的質量分别是太陽質量的110%、90%和12%。

格利澤667

格利澤667是距離地球22.7光年的一個三合星系統,視星等隻有5.89,其中格利澤667A(0.75⊙)與格利澤667B(0.65⊙)形成偏心軌道相互繞行,然後格利澤667C(0.38⊙)在遠處繞前面兩顆恒星運行,類似半人馬座α星的繞行方式。

三合星系統的世界

對于三合星系統,在任意一顆恒星周圍,也是可能形成行星的,比如半人馬座α星B周圍就存在一顆行星,比鄰星周圍至少存在兩顆行星,在三合星系統HD 188753當中,主星也至少存在一顆行星。

雙恒星系統有幾顆行星(三顆恒星形成的三合星系統是怎麼樣的)6

如果恰好在某顆行星上形成了高級生命,那麼在它們看來,天上就有三顆“太陽”,而且每顆太陽的亮度随着時間變化,就如《三體》當中三體文明的遭遇一樣。

雙恒星系統有幾顆行星(三顆恒星形成的三合星系統是怎麼樣的)7

在我們銀河系中,除了三合星之外,還存在四合星,五合星,六合星,七合星等等,其繞行方式也更加複雜;比如北鬥星當中的開陽星,就是一個七合星系統,開陽主星和開陽輔星各自又是雙星系統,其中開陽主星中的子星一又是一個三合星,子星二則是一對密近雙星。

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