سیستم های ستاره باینری: طبقه بندی و تکامل

در سیستم باینری J0806 ، دو ستاره کوتوله سفید هر 321 ثانیه یکدیگر را در خود جای می دهند. دانشمندان فکر می کنند که ستاره ها ، حدود 1600 سال نوری از آن فاصله دارند ، به سمت یکدیگر متلاشی می شوند و در نهایت ادغام خواهند شد.(اعتبار تصویر: ناسا/تاد استرومایر (GSFC)/دانا بری (رصدخانه اشعه ایکس چاندرا))

بیش از چهار پنجم از نقاط تک نور که در آسمان شب مشاهده می کنیم در واقع دو یا چند ستاره در حال چرخش هستند. رایج ترین سیستم های ستاره های مختلف ستاره های باینری است ، سیستم هایی از تنها دو ستاره در کنار هم. این جفت ها در مجموعه ای از تنظیمات قرار می گیرند که به دانشمندان کمک می کند تا ستاره ها را طبقه بندی کنند و می توانند تأثیراتی در توسعه زندگی داشته باشند. برخی افراد حتی فکر می کنند که خورشید بخشی از یک سیستم باینری است.

طبقه بندی دوتایی

ستارگان باینری دو ستاره هستند که در یک مرکز مشترک توده قرار دارند. ستاره روشن تر به طور رسمی به عنوان ستاره اصلی طبقه بندی می شود ، در حالی که کمرنگ این دو ثانویه است (به ترتیب به عنوان A و B طبقه بندی می شود). در مواردی که ستاره ها از روشنایی برابر برخوردار هستند ، تعیین شده توسط کاشف رعایت می شود.

جفت های باینری را می توان بر اساس مدار آنها طبقه بندی کرد. باینری های گسترده ستاره هایی هستند که مدارهایی دارند که آنها را از یکدیگر جدا می کنند. این ستاره ها به طور جداگانه تکامل می یابند و تأثیر بسیار کمی از همراهانشان دارند. آنها ممکن است یک بار یک ستاره سوم را داشته باشند که همراهان دور را به بیرون از خانه بوت می کردند در حالی که در نهایت خود را بیرون کشیده بودند.

از طرف دیگر باینری های نزدیک ، در همان نزدیکی تکامل می یابند ، قادر به انتقال توده خود از یک به دیگری هستند. مقدمات برخی از باینری های نزدیک مواد را از همراه خود مصرف می کنند ، و گاهی اوقات یک نیروی گرانشی را به اندازه کافی قوی می کنند تا ستاره کوچکتر را به طور کامل بکشند.[اینفوگرافیک: چگونه سیارات "تاتوئین" ستاره های دوقلوی Kepler-47]

این جفت ها همچنین می توانند بر اساس نحوه مشاهده آنها طبقه بندی شوند ، سیستمی که دارای دسته های همپوشانی است. باینری های بصری دو ستاره با جدایی گسترده ای هستند که هر دو را می توان از طریق یک تلسکوپ یا حتی با یک جفت دوربین شکاری مشاهده کرد. پنج تا 10 درصد از ستاره های قابل مشاهده باینری های بصری هستند.

باینری های طیف سنجی حتی در هنگام مشاهده از طریق تلسکوپ نزدیک به نظر می رسند. دانشمندان باید طول موج های نور را که ستاره ها از آن ساطع می کنند اندازه گیری کنند و ماهیت باینری خود را بر اساس ویژگی های آن اندازه گیری ها تعیین کنند.

ستاره های دوتایی گرفتار دو ستاره هستند که مدارهای آن ها به گونه ای است که از زمین، یکی از مقابل دیگری می گذرد و باعث خسوف می شود. این ویژگی بر اساس خط دید است تا هر ویژگی خاص جفت.

دوتایی های نجومی ستارگانی هستند که به نظر می رسد در اطراف یک فضای خالی می رقصند. یعنی اصحاب آنها را نمی توان شناسایی کرد و فقط استنباط کرد. چنین همراهی ممکن است آنقدر کم نور باشد که دیده نشود یا در تابش خیره کننده ستاره اولیه پنهان شود.

ستارگانی که به آنها ستاره های دوگانه گفته می شود، دو ستاره هستند که از نظر بصری در آسمان نزدیک به هم ظاهر می شوند، اما لزوماً در فضا نزدیک به یکدیگر نیستند.

کشف و تکامل

اولین ستارگان دوتایی مشاهده شده، دوتایی بصری بودند. در سال 1617، به درخواست یکی از دانشمندان، گالیله گالیله تلسکوپ خود را از انتهای دسته دب اکبر به سمت ستاره دوم چرخاند و متوجه شد که یک ستاره به نظر دو ستاره است. در نهایت معلوم شد شش بود. در سال 1802، سر ویلیام هرشل، که حدود 700 جفت ستاره را فهرست بندی کرد، برای اولین بار از اصطلاح "دودویی" در اشاره به این ستاره های دوتایی استفاده کرد.

ستارگان در اطراف کهکشان حرکت می کنند، و گاهی اوقات یک ستاره پرجرم ستاره ای در حال عبور را می گیرد و یک جفت دوتایی جدید ایجاد می کند. اما این یک اتفاق نادر است. معمولاً، پوشش گاز و غباری که روی خود فرو می ریزد و یک ستاره را تشکیل می دهد، شکافته می شود و به جای آن دو یا چند ستاره تشکیل می دهد. این ستاره ها با هم تکامل می یابند، البته نه لزوماً یکسان.

چگونگی تکامل یک جفت ستاره به فاصله آنها از یکدیگر بستگی دارد. دوتایی های گسترده تأثیر بسیار کمی بر یکدیگر دارند و بنابراین اغلب بسیار شبیه به ستاره های منفرد تکامل می یابند. با این حال، دوتایی های نزدیک، با انتقال جرم، ترکیب ستارگان را تغییر می دهند، بر تکامل یکدیگر تأثیر می گذارند. اگر یک ستاره در یک منظومه دوتایی نزدیک در یک ابرنواختر منفجر شود یا لایه های بیرونی خود را رها کند و یک تپ اختر تشکیل دهد، اغلب همراه از بین می رود. اگر زنده بماند، به گردش خود در مدار بدن تازه تشکیل شده ادامه می دهد و شاید مقدار بیشتری از مواد خود را منتقل کند.

سیستم های ستاره ای دوتایی بهترین ابزار را برای دانشمندان برای تعیین جرم یک ستاره فراهم می کنند. همانطور که این جفت روی یکدیگر می کشند، اخترشناسان می توانند اندازه را محاسبه کنند و از آنجا ویژگی هایی مانند دما و شعاع را تعیین کنند. این عوامل به شناسایی ستاره های دنباله اصلی منفرد در جهان کمک می کنند.

ستارگان در چندین سیستم می توانند تأثیر مستقیمی بر زندگی داشته باشند. تعداد زیادی از سیارات در حال حاضر در مدار چندین ستاره پیدا شده اند. مدار این ستارگان می توانند بر تکامل زندگی تأثیر بگذارند ، که برای توسعه سیستم نسبتاً پایدار نیاز دارد. اگرچه سیستم های باینری و متعدد در ابتدا دلهره آور به نظر می رسند ، با توجه به اینکه یک یا چند ستاره دائماً از سیارات نزدیکتر و دورتر می شوند و مقدار را تغییر می دهنداز نور ، گرما و تابش آنها دریافت می کنند ، سیستم هایی مانند باینری های گسترده یا باینری های نزدیک در واقع می توانند شرایطی را ایجاد کنند که در نهایت زندگی بتواند تکامل یابد.[9 سیارات سیارات که می توانند میزبان زندگی بیگانه باشند]

در سال 2015 ، Paul Sutter اخترفیزیک - یکی از همکاران پژوهشی با رصدخانه نجومی Trieste - در Space.com نوشت که بعید به نظر می رسد زندگی در اکثر سیستم های باینری وجود داشته باشد.

"در حالی که سیستم های باینری مطمئناً دارای یک منطقه قابل سکونت هستند ، جایی که آب مایع به طور بالقوه می تواند در سطح یک سیاره وجود داشته باشد ، زندگی ممکن است به دست آوردن جای جای خود را دشوار کند. در مدار دو ستاره به طور همزمان ، همانطور که دوست ما Kepler-47C انجام می دهد ، زندگی را بسیار می کنداو نوشت:

"در حال چرخش فقط یک ستاره در یک سیستم باینری است؟ خوب ، گاهی اوقات شما دو ستاره در آسمان خود به یکباره خواهید داشت که می تواند یک طعم دار باشد. و دوزهای مضاعف اشعه ماوراء بنفش و شعله های خورشیدی را فراموش نکنید. با این نوع بی ثباتی ، نامنظم و تابش ، تصور زندگی پیچیده در حال تحول با نوع منظم مورد نیاز آن دشوار است. "

نزدیکترین سیستم ستاره به زمین-آلفا سنتوری-شامل یک جفت باینری از ستاره ها ، Alpha Centauri A و Alpha Centauri B. ستاره سوم ، Proxima Centauri ، تقریباً یک پنجم از یک سال نوری است (تقریباً 13،000 مسافت آفتاب خورشید؛ برخی از اخترشناسان بحث می کنند که آیا Proxima Centauri باید بخشی از همان سیستم در نظر گرفته شود.) در حالی که هیچ ستاره ای در منطقه قابل سکونت در قسمت ستاره باینری آلفا Centauri یافت نشده است ، Planet Proxima Centauri B در سال 2016 در منطقه قابل سکونت اعلام شدستاره آنبا این حال ، دانشمندان به این تقسیم می شوند که آیا یک ستاره کوتوله قرمز مانند Proxima Centauri "آب و هوای فضایی" به اندازه کافی پایدار دارد تا از تابش یا افزایش گرما ، شانس زندگی در یک سیاره در نزدیکی را کاهش دهد.

ستاره غول قرمز میرا A (راست) و همراه آن ، یک جفت باینری نزدیک.(اعتبار تصویر: مارگاریتا کاروفسکا (مرکز اخترفیزیک هاروارد-اسمیتسونیان) و ناسا)

آیا خورشید یک ستاره باینری است؟

در دهه 1980 ، دانشمندان حضور معصوم ، ستاره دوم - یا کوتوله قهوه ای ، کوتوله قرمز رنگ یا کوتوله سفید - را در سیستم خورشید به عنوان دلیلی در مورد انقراض های دوره ای دوره ای که در تاریخ زمین رخ داده است ، پیشنهاد می کنند ، که برخی از دیرینه شناسان پیشنهاد می کنند. در چرخه های 26 میلیون ساله رخ داده است ، اگرچه ماهیت چرخه ای تحت بحث است.

در سال 2010 ، Explorer (WISE) در زمینه بررسی مادون قرمز ناسا ، جستجوی کوتوله های قهوه ای را آغاز کرد ، هرچند که به طور خاص در منظومه شمسی جستجو نمی کند. اما اگر یک همراه وجود داشته باشد ، عاقلانه باید آن را روشن کند. نه عاقلانه و نه دو میکرون All Sky Survey علائم همراهی را نشان داده اند ، و در مورد "از یک متخصص اخترشناس" ناسا ، "دیوید موریسون ، دانشمند ارشد اخترشناسی ، اظهار داشت که چنین شیئی توسط این تلسکوپ های حساس به وضوح تشخیص داده شده است.

در سال 2017 ، یک مطالعه نشان داد که تقریباً هر ستاره ای مانند خورشید هنگام تولد احتمالاً همراهی دارد. یک نظرسنجی با استفاده از آرایه بسیار بزرگ در نیومکزیکو و تلسکوپ جیمز منکسول در هاوایی ، ده ها سیستم را مورد بررسی قرار داد و دریافت که جوانترها به طور کلی جدایی گسترده ای دارند و بزرگتر از آنها جدایی باریک داشتند.

مدل سازی نشان می دهد که بیشتر ستاره ها با فاصله بین آنها شکل می گیرند ، و سپس یا به هم نزدیک می شوند یا از هم جدا می شوند و پیوندهای گرانشی را می شکند. در مورد خورشید ، هنوز مشخص نیست که آیا Nemesis وجود داشته است یا خیر. در صورت وجود ، خواهر و برادر خورشید احتمالاً میلیارد ها سال پیش از بین رفت.

برخی از دانشمندان پیشنهاد می کنند که شواهدی برای معصومیت وجود دارد. شواهدی که آنها استناد می کنند شامل مدار دوردست سیاره کوتوله Sedna ، لبه تعریف شده کمربند Kuiper (یک دیسک آوار در منظومه شمسی ما) و مدارهای اشیاء موجود در ابر Oort (سنگهای یخی فراتر از مدار پلوتو) است.

به طور جداگانه ، تیم های تحقیقاتی وجود دارند که پیگیری یک سیاره یخ غول پیکر "سیاره نه" را که در حاشیه منظومه شمسی ما قرار دارد ، دنبال می کنند. در سال 2016 ، کنستانتین باتین و مایک براون (هر دو محقق در انستیتوی فناوری کالیفرنیا) اظهار داشتند که سیاره نه ممکن است مدارهای اشیاء موجود در کمربند Kuiper را تغییر دهد.

به انجمن های فضایی ما بپیوندید تا در مورد آخرین ماموریت ها ، آسمان شب و موارد دیگر صحبت کنید! و اگر یک نکته خبری ، تصحیح یا اظهار نظر دارید ، به ما اطلاع دهید: [email protected].