恒星系で相互作用する安定した星の数の上限はいくつですか？
4つ以上の星からなる安定した星系を持つことは不可能だという記事をよく読んだことを覚えています。この記事は、そのようなシステムが安定するために質量、速度、距離の点で持つ複雑さについて議論しているという主張を正当化しました。さらに、太陽系が4次元で形成できない理由に関する他の記事と混同しない限り、私たちの3次元宇宙に関連するくびれがあったと思います...記事をどこで読んだかは覚えていません。
それ以来、3つ以上の星を持つ星系はあり得ないと思いました。その信念は、ジョディフォスターが宇宙を旅して、4つ星系に遭遇したときに、映画「コンタクト」で強制されました。映画がとてもエキゾチックなものの存在を主張する機会は何でしょう？
最近、TIC 1687898406タプルシステムについて大騒ぎがありました。ですから、私は天文学のニュースに非常に遅れているか、私が読んだ記事で星系と太陽系という用語を混同しています...
ここでは、前述のシステムについての記事を。
回答
真の上限はありません。銀河は、数千億の星を持つ広大な複数の星系であると主張することができます。自然の銀河は完全に安定しているわけではありませんが（ランダムな遭遇は非常に長い時間スケールで星を放出します）、同じ質量のバイナリのペアを取り、それらを互いに離れた円軌道に配置することで安定したシステムを構築できます。その後、これを無期限に繰り返すことができます。$2^n$ 広大なシステムを形成する星。
実際には、そのようなきちんとしたシステムが自然に形成される可能性は低く（4つのレベルが観測された最大値であるように見え、しばしば非常に不均等な質量を伴います）、非常に広いシステムは不安定になるほど頻繁に他の星に遭遇します。偏心は三角形になる傾向があります$f(e)=2e$等温分布、物事の安定性を低下させます。詳細な統計については、（Duchêne＆Kraus 2013）を参照してください。
（余談ですが、JaronLanierとPietHutは、インテリジェントな生命が存在することを明確に示すものとして、このような広大な階層システムを構築することを提案しています。）
定義に応じて、3つまたは無制限のいずれか。
3つ星システムは、n体問題の安定した解決策の1つです。システムを支配する大きな星、それを周回する小さな星、小さな星のL4またはL5ポイント。
無制限の場合、共通の重心を周回する2つの星があります（安定した2体システム）。次に、そのような2つのペアを互いに周回するように設定します。それらが十分に離れている場合、各ペアはそれが単一の体であるかのように重力的に作用します。ペアのペア、ペアのペアのペアなどを積み重ねて、ユニバースのスペースがなくなるまで続けることができます。
簡潔な答え：
既知のシステムで最も多くの星は7つであり、8つは理論上の最大値のようです。しかし、極端な状況では、7つ以上の星を持つ安定したシステムが理論的に可能である可能性があります。
Long Asnwer：
4つのパート1：安定した星系は階層的です。
安定した星系では、個々の星と星のペアの軌道は階層的な順序で配置されます。
見る： https://en.wikipedia.org/wiki/Star_system#Hierarchical_systems[1]
ペアの2つの星は、他のどのペアや単一の星よりも互いに接近して周回します。惑星または星または星のペアは、安定した軌道を持つために、それらの分離の少なくとも数倍の距離で星のペアを周回する必要があります。これが、この記事で説明されている階層軌道タイプの理由です。
パート2：究極の太陽系とその限界。
天文学者のショーンレイモンドによるPlanetPlanetと呼ばれるブロブがあり、レイモンドがもっともらしい架空の太陽系を設計する究極の太陽系と呼ばれるセクションがあります。統計的に非常にまれでありそうもない、居住可能な惑星の数は可能な限り最大のシステムになることを目標としています。 。
https://planetplanet.net/the-ultimate-solar-system/[2]
そのため、レイモンドは、単一の星のハビタブルゾーン内に可能な限り多くの惑星軌道を配置しようとします。彼は、軌道を共有する2つまたは3つの惑星でトロイの木馬システムを試します。彼は、巨大な惑星を星のハビタブルゾーンに配置しようとします。いくつかの巨大な衛星は、各巨大な惑星を周回するのに十分な大きさです。
それから彼は、システムにますます多くの星を組み立てようとします。それぞれの星には、できるだけ多くの居住可能な惑星があります。
「パート6：星の多いシステム」では、16個の星が8個の連星の階層に配置され、4個の四次星が2個の星に配置されたシステムと、合計384〜576個の居住可能な世界を設計しています。
そして次の投稿「宇宙史上最大の悲劇」では、そのような太陽系がどのように引き裂かれ、かつて居住可能だった世界のほとんどが他の惑星と衝突したり、星に落ちたり、放出されたりする方法について説明しています。星間空間の寒さ。
16個の星系を構成する2つの8個の星系は、銀河の力と通過する星系の重力が、かつてはほぼ円軌道をますます楕円形に変えるように、遠く離れている必要があります。この効果は、4つの星系と星のペアにまで浸透し、最終的にはすべての惑星の軌道が乱されます。
このテーマに関する記事へのリンクは次のとおりです。
https://www.sciencedaily.com/releases/2013/01/130106145751.htm[3]
したがって、それが正しければ、4レベルの階層を持ち、最大で8つの星を持つシステムが限界のように思われます。
そして実際のところ、星が最も多い2つの既知のシステムは、さそり座ニュー星とカシオペヤ座A星の7つの星を持つセプテナリーシステムであると考えられています。
https://en.wikipedia.org/wiki/Nu_Scorpii[4]
https://en.wikipedia.org/wiki/AR_Cassiopeiae[5]
パート3：考えられる例外。
星系が宇宙に単独で存在する場合、または少なくとも銀河間空間に数百または数千光年または最も近い他の星からのパーセクに浮かんでいる場合、8つ以上の星を持つシステムは動的に安定しているはずです。
そしてレイモンドは、彼の究極の太陽系の各基本的なバイナリペアの星を、各星がそのハビタブルゾーンに惑星を持つことができるように十分に離して配置しました。しかし、各ペアの星の間隔がほんの少し離れていて、惑星が各星を周回するには近すぎる場合、8つの星の2つのセットは、おそらく混乱を避けるのに十分な距離で、互いにはるかに接近して周回する可能性があります。
したがって、星のペアがプランタシステムを持つのに十分な間隔で配置されている必要がない場合、16の星システム全体が、混乱を回避し、安定した軌道を持つのに十分なほどタイトである可能性があります。もちろん、惑星のないこのような広大な太陽系は、空想科学小説のファンにとっては無駄に思えるかもしれませんが、物理的には可能かもしれません。
パート4：星の指輪。
しかし、恒星系が安定した軌道に7つ以上の星を持つことを理論的に物理的に可能にする1つの方法があります。
「究極の工学的太陽系」
https://planetplanet.net/2017/05/03/the-ultimate-engineered-solar-system/[6]
同じ軌道を共有する惑星のリングを持つ星を備えています。実際には、星のハビタブルゾーンにあるいくつかの惑星の環。レイモンド氏によると、7〜42個の天体は、質量が等しく、軌道に沿って等間隔に配置されている場合、安定した軌道を共有できます。自然に起こるのではなく、おそらく超高度な文明によって作成されなければならないであろう取り決め。
彼の出典はこの論文です：
https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2010CeMDA.107..487S/abstract[7]
そして別の投稿で：「百万地球の太陽系」
https://planetplanet.net/2018/06/01/the-million-earth-solar-system/[8]
レイモンドは、太陽の100万倍の質量を持つ巨大なブラックホールと、その周りに星の輪がある架空のシステムを設計しています。あるバージョンでは、それらは9つの星の輪であり、居住可能な惑星の多くの輪が星の輪の外側のブラックホールを周回しています。別のバージョンでは、それらは36個の星の輪であり、居住可能な惑星の多くの輪が星の輪の内側のブラックホールを周回しています。
したがって、理論的には、超大質量バックホールは、通常の質量星の1つまたは複数のリングによって周回することができ、各リングには7〜42個の星があります。
その理論的な可能性は別として、私はおそらく8つの星が長期安定性を備えた自然に形成された星系で最も可能であると思います。