Berapa batas atas jumlah bintang yang berinteraksi stabil dalam sistem bintang?
Saya ingat betul membaca sebuah artikel bahwa tidak mungkin memiliki sistem bintang yang stabil dari 4 bintang atau lebih. Artikel tersebut membenarkan klaimnya yang membahas tentang kompleksitas sistem seperti itu dalam hal massa, kecepatan, dan jarak agar stabil. Lebih jauh lagi, saya pikir ada penyempitan yang terkait dengan alam semesta 3-dimensi kita, kecuali saya mengacaukannya dengan artikel lain tentang mengapa tata surya tidak dapat terbentuk dalam 4 dimensi ... Saya tidak ingat di mana saya membaca artikel itu.
Dan sejak itu saya pikir tidak mungkin ada sistem bintang dengan lebih dari 3 bintang dan keyakinan itu diperkuat dengan film Contact ketika Jody Foster melakukan perjalanan melalui ruang angkasa dan menemukan sistem bintang empat kali lipat. Peluang apa bagi sebuah film untuk mengklaim keberadaan sesuatu yang begitu eksotis, bukan?
Baru-baru ini ada keributan tentang sistem enam-tupel TIC 168789840. Jadi entah saya sangat ketinggalan dalam berita astronomi atau saya bingung istilah Tata Bintang dan Tata Surya dalam artikel yang saya baca ...
Berikut artikel tentang sistem tersebut.
Jawaban
Tidak ada batas atas yang benar. Anda dapat berargumen bahwa galaksi adalah sistem bintang ganda yang luas, dengan ratusan miliar bintang. Galaksi alam tidak sepenuhnya stabil (pertemuan acak mengeluarkan bintang dalam rentang waktu yang sangat lama), tetapi seseorang dapat membangun sistem yang stabil dengan mengambil pasangan biner bermassa serupa dan menempatkannya ke orbit melingkar jarak jauh yang mengelilingi satu sama lain. Ini kemudian dapat diulang tanpa batas, dengan$2^n$ bintang membentuk sistem yang luas.
Dalam praktiknya, sistem yang rapi seperti itu tidak mungkin terbentuk secara alami ( 4 level tampaknya merupakan tingkat maksimum yang diamati dan sering kali melibatkan massa yang sangat tidak sama) dan sistem yang sangat luas akan bertemu bintang lain cukup sering sehingga tidak stabil. Eksentrisitas cenderung berbentuk segitiga$f(e)=2e$distribusi isotermal, membuat segalanya menjadi kurang stabil. Lihat (Duchêne & Kraus 2013) untuk statistik lebih lanjut.
(Sebagai tambahan, Jaron Lanier dan Piet Hut telah menyarankan untuk membangun sistem hierarki yang begitu luas sebagai indikator yang jelas bahwa ada kehidupan cerdas.)
Bisa tiga, atau tidak terbatas, tergantung definisi Anda.
Sistem bintang tiga akan menjadi salah satu solusi stabil untuk masalah benda-n : bintang besar mendominasi sistem, bintang yang lebih kecil mengorbitnya, dan bintang yang sangat kecil (misalnya katai merah) di bintang yang lebih kecil L4 atau Poin L5.
Dalam kasus tak terbatas, Anda memiliki dua bintang yang mengorbit pada pusat massa yang sama (sistem dua benda yang stabil). Anda kemudian mengatur dua pasangan seperti itu yang mengorbit satu sama lain ; jika jaraknya cukup jauh, masing-masing pasangan bertindak secara gravitasi seolah-olah itu adalah satu benda. Anda dapat terus menumpuk pasangan, dan berpasangan, dan seterusnya, hingga Anda kehabisan ruang di Semesta untuk mereka.
Jawaban singkat:
Jumlah bintang terbanyak dalam sistem yang diketahui adalah tujuh, dan delapan tampak seperti teori maksimum. Tetapi ada kemungkinan bahwa dalam situasi ekstrim sistem stabil dengan lebih dari tujuh bintang mungkin secara teori.
Long Asnwer:
Bagian Satu dari Empat: Sistem Bintang Stabil bersifat Hierarkis.
Dalam sistem bintang stabil, orbit masing-masing bintang dan pasangan bintang disusun dalam urutan hierarki.
Lihat: https://en.wikipedia.org/wiki/Star_system#Hierarchical_systems[1]
Kedua bintang berpasangan akan mengorbit satu sama lain lebih dekat daripada pasangan lain atau bintang tunggal. Sebuah planet atau bintang atau pasangan bintang harus mengorbit sepasang bintang pada jarak setidaknya beberapa kali jaraknya untuk mendapatkan orbit yang stabil. Itulah alasan jenis orbit hierarkis yang dibahas dalam artikel ini.
Bagian dua: Tata Surya Tertinggi dan batasannya.
Ada gumpalan oleh astronom Sean Raymond yang disebut PlanetPlanet, dengan bagian yang disebut The Ultimate Solar System, di mana Raymond merancang tata surya imajiner yang masuk akal, tujuannya untuk menjadi sistem dengan semaksimal mungkin, meskipun secara statistik sangat langka dan mustahil, jumlah planet yang dapat dihuni .
https://planetplanet.net/the-ultimate-solar-system/[2]
Jadi, Raymond mencoba memasukkan jumlah planetaryorbit sebanyak mungkin ke dalam zona layak huni dari satu bintang. Dia mencoba sistem trojan, dengan dua atau tiga planet berbagi orbit. Dia mencoba menempatkan planet raksasa di zona layak huni bintang, dengan beberapa bulan raksasa yang cukup besar untuk dihuni mengorbit setiap planet raksasa.
Kemudian dia mencoba mengumpulkan lebih banyak dan lebih banyak bintang ke dalam sistem, masing-masing dengan sebanyak mungkin planet yang bisa dihuni.
Dalam "bagian 6: Sistem dengan banyak bintang" ia mendesain masterpice-nya, sistem dengan 16 bintang yang disusun dalam hierarki 8 bintang biner yang disusun dalam 4 bintang kuatener yang disusun dalam 2 bintang okten, dan total 384 hingga 576 dunia yang dapat dihuni.
Dan di posting berikutnya, "Tragedi terbesar dalam sejarah alam semesta" dia menjelaskan bagaimana tata surya seperti itu akan robek dan sebagian besar dunia yang pernah dihuni bertabrakan dengan planet lain, jatuh menjadi bintang, atau terlempar ke alam semesta. dinginnya ruang antarbintang.
Dua sistem bintang 8 yang membentuk sistem bintang 16 harus memiliki jarak yang sangat jauh sehingga gaya tital galaksi, dan gravitasi sistem bintang yang lewat, akan mengubah orbitnya yang dulu hampir melingkar menjadi semakin elips. Efek ini akan menetes ke sistem empat bintang dan pasangan bintang, dan akhirnya oribits semua planet akan terganggu.
Berikut ini tautan ke artikel tentang subjek:
https://www.sciencedaily.com/releases/2013/01/130106145751.htm[3]
Jadi jika itu benar, sistem dengan hierarki empat tingkat dan paling banyak delapan bintang tampaknya menjadi batasnya.
Faktanya, dua sistem yang dikenal dengan jumlah bintang paling banyak diyakini sebagai sistem septenary dengan tujuh bintang, Nu scorpii dan aR Cassiopeiae.
https://en.wikipedia.org/wiki/Nu_Scorpii[4]
https://en.wikipedia.org/wiki/AR_Cassiopeiae[5]
Bagian Tiga: eExceptions yang Mungkin.
Saya menyarankan bahwa jika sistem bintang sendirian di alam semesta, atau setidaknya mengambang di ruang antargalaksi ratusan atau ribuan tahun cahaya atau parsec dari bintang terdekat lainnya, sistem dengan lebih dari delapan bintang seharusnya stabil secara dinamis.
Dan Raymond memberi jarak bintang-bintang di setiap pasangan biner dasar tata surya pamungkasnya cukup jauh sehingga setiap bintang dapat memiliki planet di zona layak huni. Tetapi jika bintang-bintang di setiap pasangan berjarak sepersekian jauh, terlalu dekat untuk memiliki planet yang mengorbit setiap bintang, maka dua set delapan bintang juga dapat mengorbit satu sama lain lebih dekat, mungkin cukup dekat untuk menghindari gangguan.
Jadi, jika pasangan bintang tidak diharuskan memiliki jarak yang cukup jauh untuk memiliki sistem tanaman, keseluruhan sistem bintang 16 mungkin cukup rapat untuk menghindari gangguan dan memiliki orbit yang stabil. Tentu saja tata surya yang begitu luas tanpa planet akan tampak seperti limbah bagi penggemar fiksi ilmiah, tetapi secara fisik mungkin saja.
Bagian Empat: Cincin Bintang.
Namun, ada satu cara yang secara teori secara fisik memungkinkan sistem bintang memiliki lebih dari tujuh bintang dalam orbit yang stabil.
"Tata Surya Terekayasa Tertinggi"
https://planetplanet.net/2017/05/03/the-ultimate-engineered-solar-system/[6]
menampilkan bintang dengan cincin planet yang berbagi orbit yang sama. Sebenarnya beberapa cincin planet di zona layak huni bintang. Raymond mengatakan bahwa antara 7 dan 42 objek astronomi dapat berbagi orbit yang stabil jika mereka memiliki massa yang sama dan memiliki jarak yang sama di sepanjang orbit. Pengaturan yang mungkin harus dibuat oleh kewarganegaraan super maju, bukannya terjadi secara alami.
Sumbernya adalah makalah ini:
https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2010CeMDA.107..487S/abstract[7]
Dan di postingan lain: "Tata Surya Sejuta Bumi"
https://planetplanet.net/2018/06/01/the-million-earth-solar-system/[8]
Raymond merancang sistem hipotetis dengan lubang hitam raksasa dengan massa satu juta kali Matahari, dan dengan cincin bintang di sekelilingnya. Dalam satu versi, mereka adalah cincin 9 bintang dan banyak cincin planet layak huni mengorbit lubang hitam di luar cincin bintang. Dalam versi lain, mereka adalah cincin 36 bintang dan banyak cincin planet layak huni mengorbit lubang hitam di dalam cincin bintang.
Jadi secara teoritis, lubang belakang supermasif dapat diorbit oleh satu atau lebih cincin bintang bermassa normal, setiap cincin memiliki 7 hingga 42 bintang.
Terlepas dari kemungkinan teoretis itu, saya pikir mungkin 8 bintang adalah yang paling mungkin dalam sistem bintang yang terbentuk secara alami dengan stabilitas jangka panjang.