Двойные звезды во Вселенной

Огромное количество светящихся объектов на видимом небесном своде являются двойными звездами, которые составляют более 50% от общего числа. Двойной объект прочно связан силами взаимной гравитации и единым центром масс, вокруг которого они совершают вращение. Каждый из звездных тандемов отличается собственными характерными чертами, многие из которых приводят к разрушению системы.

Общие сведения

Около половины из всех звезд, наполняющих галактику Млечный путь, являются двойными системами. Объекты, входящие в пару, могут быть очень похожими друг на друга по массе, скорости вращения и классу, но часто обладают значительными отличиями, что только укрепляет их взаимное притяжение. От массы светил зависит местонахождение центра их общей солнечной системы, вокруг которого вращаются обе звезды. Гравитационные силы объединяют их в долгосрочный космический союз, в котором более крупный и яркий объект получает первенство, обозначаемое добавлением буквы «А» к общему имени. Соответственно, более мелкое и тусклое светило из пары получает обозначение буквой «В».

Наиболее наглядным примером устойчивой двойной звездной системы может послужить Альфа Центавра, объединяющая под одним названием звезды А и В. Если смотреть на данный космический объект невооруженным глазом, то он ничем не отличается от обычного солнца. Однако использование телескопа позволит разглядеть отдельные компоненты в системе двойных звезд, к которым относятся также Сириус, Бета Лиры или Алголь из созвездия Персея.

Тройная звездная система Альфа Центавра
Система Альфа и Проксима Центавра

Открытие двойных звезд

Первые двойные звезды были обнаружены еще древними арабскими звездочетами, без использования специального оборудования. Древние астрономы научились отличать их по специфическому изменению блеска и близкому расположению друг от друга. Бывает такое положение звезд, когда в визуальном плоскостном восприятии звезды находятся рядом, но по глубине пространства расстояние между ними огромно. Однако такие оптические эффекты возникают не часто, а примером может служить Мицар, средняя звезда в ручке ковша Большой Медведицы, и Алькор, проектирующийся на небесную сферу практически рядом с ним. На самом деле два этих космических объекта не являются двойной звездой, в физическом смысле взаимодействия, а составляют оптическое впечатление парной системы.

Если одна из звезд настоящей двойной системы не видна даже в обычный телескоп, то ее присутствие выдает извилистая траектория пути космического объекта. Благодаря этой особенности, знаменитый астроном 18-го века Уильям Гершель, положил начало наблюдениям за двойными звездными системами. С тех пор каталог парных светил наполнился результатами наблюдений, за более чем 70 тысячами подобных астрономических объектов.

Альбирео
Фото Альбирео созвездие Лебедя — двойная звезда

Классификация двойных звезд

Сечение поверхностей равного потенциала в модели Роша в орбитальной плоскости двойной системы
Сечение поверхностей равного потенциала в модели Роша в орбитальной плоскости двойной системы и точки Лагранжа двойной звездной системы

Наблюдения астрономов фиксируют отличия двойных звезд внутри образованных ими систем. Характеристика происходит по способу образования светила, его возраста, классу, величине и силе светимости. Очень разные звезды могут создавать двойные системы, поэтому так интересно изучать их различия и схожие черты. Все известные на сегодняшний день двойные звезды условно можно разделить на 2 основные группы: способные производить взаимный обмен массами и существующие в тандеме без данной способности. Взаимный обмен звездным веществом может происходить также двумя основными путями – наполовину разделенным и контактным. В первом, полость Роша заполняет только одна звезда из системы, а во втором – сразу обе.

По способу обнаружения двойных звезд, их можно разделить на несколько групп:

  • спектральные;
  • астрометрические;
  • затемненные;
  • визуальные.

Спектральный способ обнаружения двойной звездной системы требует занятости наблюдателя на протяжении нескольких ночей подряд. Каждую ночь необходимо фиксировать такие данные, как минимальную и максимальную скорости объекта, изменение скорости лучей и смещение спектральных линий. Сравнительный анализ данных указывает на присутствие двойной звезды. Астрометрические светящиеся объекты выдают себя нелинейным движением одного из хорошо заметных светил парной системы. Так, присутствующий в двойной звезде коричневый карлик, трудно поддающийся визуальному обнаружению, оказывает гравитационное воздействие на траекторию пути своего более яркого партнера. Затемненные звезды фиксируются, благодаря периодическому изменению блеска яркой звезды системы. Самым простым способом наблюдения остается визуальный, который состоит в методичном просматривании большого количества астрономических объектов с помощью телескопа, что обычно заканчивается неплохим «уловом», среди ближнего космического пространства.

Вид с экзопланеты Kepler 47c на двойную звезду
Вид с экзопланеты Kepler 47c на двойную звезду в представлении художника

Происхождение и эволюция двойных звезд

Рождение и эволюционное развитие любой звезды происходит примерно по одному сценарию. Однако в двойные системы входят светила с некоторыми особенностями происхождения, определяющими их дальнейший путь. Подобно одиночным солнцам, двойные системы начинают свое образование из газопылевых облаков, попавших под точечное воздействие определенной гравитационной силы.

Современная астрономическая наука рассматривает 3 наиболее жизнеспособных версии о происхождении звезд-близнецов. По одной из них, еще на стадии образования протооблака, его ядро делится на 2 части, которые остаются в общей зоне питательной материи и гравитационного поля. Другая теория допускает существование фрагментации сложившегося диска газопылевого облака, что дает начало образованию не только двойных звезд, но и гораздо более многочисленных родственных систем. По третьей версии, двойные солнечные системы могут возникать из-за протекания особых физико-химических процессов внутри газопылевого облака. Динамика взаимных реакций вещества создает материалы для рождения разных космических объектов в одной гравитационной системе.

Примеры двойных звезд

Открытия все новых двойных звездных систем происходят постоянно, но есть наиболее характерные и давно изученные образцы существования пары солнечных объектов, среди которых:

Альфа Центавра

За пределами нашей Солнечной системы, самой близкой из двойных звезд является система Альфа Центавра, по яркости занимающая 3-е место на видимом небосводе. Особенно хорошо она видна в Южном полушарии Земли, где ее издавна наблюдали путешественники и моряки, пользуясь ярким светилом для навигации в водах экваториальных морей и океанов.

По сути, Альфа Центавра представляет собой объединение из 3-х отдельных звездных объектов, составляющих единое гравитационное явление. Она могла сформироваться от 5,5 до 7 миллиардов лет назад. Еще в старинных астрономических каталогах она значится, как Альфа Центавра А, В и С. Составляющие систему звезды обладают и собственными названиями – Проксима Центавра, Ригель Центаврус и Хадар. Все же систему часто называют двойной, так как 2 крупных, ярких и почти одинаковых звезды, вращаются в очень большой близости друг от друга, а вдалеке от них находится красный карлик, имеющий с ними общий центр орбиты.

Альфа Центавра на звездном небе
Альфа Центавра AB — яркая звезда слева. Проксима Центавра обведена красным кружком. Яркая звезда справа — это Бета Центавра

Сириус

Одна из самых ярких звезд ночного неба принадлежит созвездию Пса. Она расположена сравнительно близко к Земле, поэтому ее удобно наблюдать, почти из всех участков планеты, с помощью обычных телескопов. Впервые гипотезу о Сириусе, как о двойной звезде, выдвинул Ф. Бессель, в 1844-м году, что в 1862-м году было доказано другим астрономом А. Кларком. Уже в 20-м веке было более точно установлено, что одно из светил, Сириус В, представляет собой белый карлик, вращающийся вокруг общего центра вместе с более массивным собратом. Возраст системы оценивается астрономами в 230 миллионов лет.

Сириус A и B. Изображение телескопа «Хаббл».
Сириус A и B. Изображение телескопа «Хаббл».

Планетарные системы двойных звезд

На сегодняшний день изучается множество интересных по устройству, сложных звездных систем. Вокруг некоторых замечено вращение экзопланет, причем одни из них огибают сразу обе звезды, находящихся в паре, а другие предпочитают вращаться только вокруг одного светила. Предполагается, что подобные планетарные тела образуются из того же газопылевого облака, что и два солнца.

Возможные орбиты планеты вокруг двойной звезды
Возможные орбиты планеты вокруг двойной звезды

Явления и феномены, связанные с двойными звездами

Ученые склонны считать, что множество двойных звезд еще не открыто, и на само деле их должно быть больше, чем половина от всех существующих светил. Несмотря на одинаковое происхождение и возраст пары солнц в одной системе, они могут по-своему проходить эволюционные пути, находясь в итоге на разных стадиях развития. Среди двойных звездных систем встречается небольшое количество обладающих собственной черной дырой. Из двух братских светил, одно всегда занимает превосходящее положение и поглощает вещество другого, но в какой-то момент они могут поменяться местами.

Пример шестикратной системы звёзд - Кастор в созвездии Близнецы
Пример шестикратной системы звёзд — Кастор в созвездии Близнецы. В ней три пары звёзд организованно взаимодействуют между собой. Больше 6 звёзд в системе пока ещё не обнаружено.

Изучение двойных звезд

Наблюдение над двойными звездными системами открыло удивительное явление, получившее название «парадокса Алголя». До его открытия считалось, что более массивные звезды быстрее проходят все стадии эволюционного процесса. Однако, когда речь идет о компаньонах двойной системы, данное правило не работает, что подтверждает способность звезд перетекать друг в друга и изменять скорость эволюции.

На успешность в открытии новых двойных звезд и их астрофизических особенностей большое влияние оказывает развитие оптической техники и чувствительных приборов. Многие из современных исследовательских систем способны самостоятельно определять важные факты и рассчитывать анализ полученных данных.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Вставить формулу как
Блок
Строка
Дополнительные настройки
Цвет формулы
Цвет текста
#333333
Используйте LaTeX для набора формулы
Предпросмотр
\({}\)
Формула не набрана
Вставить
Adblock
detector