Несколько типичных систем

Наблюдение двойной системы в телескоп подобно далекому путешествию. Если система находится на известном расстоянии и состоит из объектов, которые астроном может сравнить с нашим Солнцем, то легко мысленно перенестись туда и вообразить себе спектакль, который разыгрывается перед обитателями этой системы.

Как правило, система не выдает своих секретов — ни орбита, ни расстояние до нее не известны. Это наиболее часто встречающийся случай, с которым приходится сталкиваться при изучении почти всех классических двойных звезд, поскольку они состоят из объектов высокой светимости, медленно обращающихся по гигантским орбитам. Многие из них кажутся неподвижными по прошествии почти двух веков наблюдений, например такие, как спутник Антареса или спутник Ригеля.

Напротив, несколько известных систем образуют группу, о которой мы много знаем, что позволяет нам составить представление о населении звезд в окрестности Солнца благодаря знанию динамических параллаксов и масс.

Заметим, что периоды двойных звезд лежат в очень широких пределах — от нескольких часов для контактных систем, не наблюдаемых раздельно, двойственность которых выявляется только с помощью спектрографа, до тысячелетий. При очень больших разделениях возмущения соседних звезд разрушают систему, и каждый  компонент становится  одиночной звездой.

700 двойных звезд с известными орбитами являются системами со всевозможными эксцентриситетами и наклонениями орбит. Среди них имеются звезды всех спектральных классов. Двойные звезды, по-видимому, не составляют выделенного класса, внутреннее строение звезды в двойной системе не отличается от строения одиночной звезды. Число двойных очень велико. Большинство звезд входят в двойные или кратные системы, а одиночные звезды, такие, как наше Солнце, составляют меньшинство.

Распределение на небе двойных звезд такое же, как и одиночных. Их орбиты не образуют однородного класса, а это означает, что пары с известными орбитами занимают объем, малый по отношению к полному объему Галактики.

Как показывают динамические параллаксы, пары с известными орбитами находятся в сфере радиусом в сотню парсек с центром в Солнце:

Изучение двойных звезд позволило сравнить звезды с Солнцем по массам, светимостям и размерам. Размеры известных двойных систем сравнимы, с размерами орбиты Плутона. Напомним, что наше светило занимает среднее положение на шкале масс и светимостей. Размеры звезд так различны, что трудно указать крайние значения. Известны звезды с массой, равной массе Солнца, но по размерам не превосходящие французский департамент. Некоторые же звезды так велики, что не уместились бы в Солнечной системе. Красные карлики весьма распространены, это наиболее обильное звездное население. Среди сотни ближайших звезд Солнце занимает четвертое место по светимости. Температуры поверхностей звезд меняются от 2500 К для звезд класса М до десятков тысяч для звезд класссов О и В.

Нетрудно представить себе зрелище, которое мы увидели бы с Земли, если бы она была планетой двойной системы. Вообразим себе такого Микромегаса, обитателя системы Сириуса, расположенной на расстоянии от нас 2,5 пс, или 8 световых лет. Пусть планета обращается вокруг этой звезды на таком же расстоянии, как Земля от Солнца. С этой планеты Сириус выглядел бы как огненный шар более 1° в диаметре, испускающий ослепительный белый свет. Он сиял бы ярче ста Солнц. Спутник Сириуса выглядел бы ночью как обычная звезда диаметром в 1″, испускающая тусклый свет, который освещал бы планету как полная Луна. Диаметр Сириуса В всего 15 000 км, хотя его масса сравнима с массой Солнца. При наблюдении с планеты эту маленькую звездочку заслонил бы волос, находящийся на расстоянии два метра. Поверхность этого светила была бы неразличимой, она, вероятно, ровная как пляж, поскольку сила тяжести превышает земную в 10 000 раз, так что существование какого-либо рельефа там невозможно.

Наша ближайшая соседка а Центавра, расположенная на расстоянии от нас четыре световых года, очень похожа на наше Солнце. Для обитателей этой системы день как две капли воды был бы похож на земной, но ночи были бы освещены компонентом прекрасного медного цвета, обращающимся по орбите радиусом, равным радиусу орбиты Нептуна. Диск спутника был бы неразличим невооруженным глазом, но он бы светил в тысячу раз ярче Луны. В некоторые эпохи, близкие к оппозиции, йочи бы вообще не было — оба солнца сменяли бы друг друга над горизонтом.

Многие системы состоят более чем из двух звезд, и для них характерна динамическая иерархия типа Солнце—Земля—Луна. Так, обитатели системы Kui 23, расположенной на расстоянии 71 световой год от нас, имеют центральное светило, похожее на Капеллу, которая в 50 раз больше, чем наше Солнце. Ночью на их небе светит двойная звезда, обращающаяся по орбите, промежуточной между орбитами Юпитера и Сатурна. Этот двойной спутник не разрешим с Земли; Он состоит из звезд примерно солнечных размеров, обращающихся одна вокруг другой на расстоянии 7 000 000 км с периодом 9 суток. Светила-близнецы красивого красного цвета иногда взаимно затмеваются и образуют естественные часы в небесах Kui 23. Они .вдохновляли бы художников и поэтов, живущих на планетах этой системы, и предоставляли бы астрономам неисчерпаемый выбор тем для исследований.

Жители тройной системы Кита, расположенной на расстоянии 56 световых лет от Солнца, наслаждались бы видом центрального двойного светила, состоящего из двух звезд — желтой и красной, обращающихся с периодом 3 суток на расстоянии 5 000 000 км друг от друга. Их кружение в вечном вальсе вдохновляло бы художников и астрономов. Ночью на небе светит красный карлик. Каждые 7 лет он находится в точке орбиты, в которой соперничает в блеске с главной звездой. Это целая феерия света, и в некоторые эпохи там не бывает ночей, так как красное светило восходит и начинает светить, когда центральное двухцветное светило опускается за горизонт.4 Иногда ла небе видны сразу все три светила, освещающие, пейзаж, пересеченный тремя тенями от каждого предмета на поверхности планеты.

В других системах, типа Большой Медведицы, каждый компонент двойной звезды в свою очередь является двойным. Кастор — шестикратная система, в которой видимая пара состоит из двух двойных компонентов, и вокруг системы на очень большом расстоянии обращается двойной красный карлик.

Эти несколько примеров показывают, что визуально-двойные звезды состоят из объектов, очень удаленных один от другого на расстояния, в сотни и тысячи раз большие, чем их диаметры,, даже в случаях, когда для земного наблюдателя компоненты пары почти сливаются. Дифракционное изображение во много раз превышает видимые размеры звезд, видимый диаметр которых составляет по порядку величины 0,001″.

Во всех этих системах наблюдается иерархия в расположении компонентов в противоположность скоплениям звезд, где динамический центр определяется всей массой скопления. В скоплении звезды не движутся по орбитам вокруг друг друга» это системы, находящиеся на пути к разрушению, как Плеяды, или к формированию равновесной конфигурации, как шаровые скопления. Двойные звезды иллюстрируют кеплеровское движение относительно многих центров масс. Мы находим примеры кеплеровского движения среди спутников нашей Солнечной системы. Например, искусственные спутники Луны обращаются вокруг центра масс Луны, которая в свою очередь обращается вокруг барицентра системы Земля—Луна, а весь ансамбль обращается вокруг Солнца, но не вокруг центра масс Солнечной системы. Мы не касаемся здесь сложных проблем небесной механики, дли которой некоторые тройные системы, находящиеся на пределе динамической устойчивости, такие, как £ Геркулеса, представляют большой интерес.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все о космосе
Добавить комментарий

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