항성계에서 상호 작용하는 안정된 별의 상한은 얼마입니까?
나는 한 기사에서 별 4 개 이상의 안정된 별계를 갖는 것이 불가능하다는 것을 잘 읽은 것을 기억합니다. 이 기사는 이러한 시스템이 안정적으로 유지되기 위해 질량, 속도 및 거리 측면에서 갖는 복잡성에 대해 논의하는 주장을 정당화했습니다. 더욱이 나는 태양계가 왜 4 차원으로 형성 될 수 없는지에 대한 다른 기사와 혼동하지 않는 한, 우리의 3 차원 우주와 관련된 수축이 있다고 생각합니다. 기사를 어디서 읽었는지 기억이 나지 않습니다.
그 이후로 저는 3 개 이상의 별을 가진 스타 시스템이있을 수 없다고 생각했고 Jody Foster가 우주를 여행하고 4 중 스타 시스템을 만났을 때 영화 Contact에서 그 믿음이 강화되었습니다. 영화가 이국적 존재를 주장 할 수있는 기회가 되겠죠?
최근 TIC 168789840 6 튜플 시스템에 대한 소란이있었습니다. 그래서 나는 천문학 뉴스에서 매우 뒤쳐져 있거나 내가 읽은 기사에서 항성계와 태양계라는 용어를 혼동합니다.
이곳까지 상기 시스템에 대한 기사를.
답변
실제 상한선이 없습니다. 은하계는 수 천억 개의 별이있는 광대 한 다중 성계라고 주장 할 수 있습니다. 자연은하는 완벽하게 안정적이지는 않지만 (매우 긴 시간 척도에 걸쳐 무작위로 별을 방출 함), 유사한 질량의 이진 쌍을 취하여 서로를 둘러싼 원격 원형 궤도에 배치함으로써 안정적인 시스템을 구축 할 수 있습니다. 그런 다음 무한정 반복 될 수 있습니다.$2^n$ 광대 한 시스템을 형성하는 별.
실제로 이러한 깔끔한 시스템은 자연적으로 형성 될 가능성이 낮 으며 ( 4 개의 레벨이 최대 관측치 이며 종종 매우 다른 질량을 포함 함) 매우 넓은 시스템은 불안정해질 정도로 다른 별과 자주 마주 칠 것입니다. 편심은 삼각형을 갖는 경향이 있습니다.$f(e)=2e$등온 분포로 인해 사물의 안정성이 떨어집니다. 자세한 통계는 (Duchêne & Kraus 2013) 을 참조하십시오 .
(제외로 Jaron Lanier와 Piet Hut 는 지적 생명체가 존재한다는 분명한 지표로 그러한 방대한 계층 적 시스템을 구축 할 것을 제안했습니다 .)
정의에 따라 3 개 또는 무제한입니다.
3 성 시스템은 n 체 문제 에 대한 안정적인 솔루션 중 하나입니다 . 시스템을 지배하는 큰 별, 궤도를 도는 작은 별, 작은 별의 L4 또는 작은 별에있는 매우 작은 별 (예 : 적색 왜성) L5 포인트.
무한한 경우에는 공통 질량 중심을 공전하는 두 개의 별이 있습니다 (안정적인 2 체 시스템). 그런 다음 서로 궤도를 도는 두 쌍 을 설정합니다 . 충분히 멀리 떨어져 있으면 각 쌍은 마치 하나의 몸인 것처럼 중력 적으로 작용합니다. 우주에서 공간이 부족할 때까지 쌍 쌍, 쌍 쌍 등을 계속 쌓을 수 있습니다.
짧은 답변:
알려진 시스템에서 가장 많은 별은 7 개이며 8 개는 이론상 최대 값처럼 보입니다. 그러나 극한 상황에서 7 개 이상의 별을 가진 안정적인 시스템이 이론적으로 가능할 수 있습니다.
긴 Asnwer :
4 부 중 1 : 안정적인 스타 시스템은 계층 적입니다.
안정된 항성계에서 개별 별의 궤도와 별 쌍은 계층 적 순서로 배열됩니다.
보다: https://en.wikipedia.org/wiki/Star_system#Hierarchical_systems[1]
한 쌍의 두 별은 다른 쌍이나 단일 별보다 더 가깝게 서로 공전합니다. 행성이나 별 또는 한 쌍의 별은 안정적인 궤도를 유지하기 위해 적어도 몇 배의 거리에서 한 쌍의 별을 공전해야합니다. 이것이 기사에서 논의 된 계층 적 궤도 유형의 이유입니다.
2 부 : 궁극적 인 태양계와 그 한계.
PlanetPlanet이라는 천문학 자 Sean Raymond의 얼룩이 있습니다. The Ultimate Solar System이라는 섹션이 있습니다. 여기서 Raymond는 그럴듯한 상상의 태양계를 설계합니다. 통계적으로는 매우 드물고 가능성이없는 거주 가능한 행성의 수를 최대한으로 갖춘 시스템이되는 것이 목표입니다. .
https://planetplanet.net/the-ultimate-solar-system/[2]
그래서 레이몬드는 한 별의 별 주위 거주 가능 구역 안에 가능한 한 많은 수의 행성 궤도를 배치하려고합니다. 그는 두세 개의 행성이 궤도를 공유하는 트로이 목마 시스템을 시도합니다. 그는 별의 외주 거주 가능 구역에 거대한 행성을 배치하려고 시도하며, 거주 가능할만큼 큰 여러 개의 거대한 위성이 각 거대 행성을 공전합니다.
그런 다음 그는 가능한 한 많은 거주 가능한 행성을 가진 시스템에 점점 더 많은 별을 조립하려고합니다.
"6 부 : 별이 많은 시스템"에서 그는 자신의 마스터 피스를 디자인합니다.이 시스템은 8 개의 쌍성으로 구성된 8 개의 쌍성으로 배열 된 16 개의 별이 2 개의 8 진수로 배열 된 4 개의 4 분위 별과 총 384 ~ 576 개의 거주 가능한 세계로 배열되어 있습니다.
그리고 다음 포스트 인 "우주 역사상 가장 큰 비극"에서 그는 그러한 태양계가 어떻게 찢어지고 한때 거주 할 수 있었던 대부분의 세계가 다른 행성과 충돌하거나 별에 빠지거나 성간 공간의 추위.
16 성계를 구성하는 두 개의 8 성계는 은하계의 힘과 통과하는 별계의 중력이 한때 거의 원형 궤도를 점점 더 타원으로 돌릴 수 있도록 멀리 떨어져 있어야합니다. 이 효과는 4 개의 별 시스템과 한 쌍의 별까지 흘러 내려 가고 결국 모든 행성의 궤도가 파괴 될 것입니다.
다음은 주제에 대한 기사 링크입니다.
https://www.sciencedaily.com/releases/2013/01/130106145751.htm[3]
따라서 그것이 맞다면 4 단계 계층 구조와 최대 8 개의 별을 가진 시스템이 한계 인 것처럼 보일 것입니다.
그리고 사실, 가장 많은 별을 가진 두 개의 알려진 시스템은 7 개의 별, Nu scorpii와 aR Cassiopeiae가있는 Septenary system으로 여겨집니다.
https://en.wikipedia.org/wiki/Nu_Scorpii[4]
https://en.wikipedia.org/wiki/AR_Cassiopeiae[5]
3 부 : 가능한 eExceptions.
나는 별 체계가 우주에 홀로 있거나 적어도 은하계 공간에서 수백 또는 수천 광년 또는 가장 가까운 다른 별에서 파섹 거리에 떠 있다면 8 개 이상의 별을 가진 체계는 동적으로 안정적이어야한다고 제안합니다.
그리고 Raymond는 자신의 궁극적 인 태양계의 각 기본 이원 쌍에있는 별들을 충분히 떨어져서 각 별이 거주 가능 구역에 행성을 가질 수 있도록 간격을 두었습니다. 그러나 각 쌍의 별들이 행성이 각 별을 공전하기에는 너무 멀고 너무 가까우면 두 개의 별 8 개 세트가 서로 훨씬 더 가깝게 공전 할 수 있으며, 아마도 혼란을 피하기에 충분할 것입니다.
따라서 한 쌍의 별이 식물계를 가질 수있을만큼 충분히 떨어져 있어야 할 필요가 없다면 전체 16 개의 별 계가 분열을 피하고 안정적인 궤도를 가질 수있을만큼 충분히 단단 할 수 있습니다. 물론 행성이없는 거대한 태양계는 공상 과학 팬에게는 낭비처럼 보이지만 물리적으로 가능할 수도 있습니다.
파트 4 : 별의 고리.
그러나 이론적으로 항성계가 안정된 궤도에서 7 개 이상의 별을 가질 수있는 한 가지 방법이 있습니다.
"궁극적으로 설계된 태양 광 시스템"
https://planetplanet.net/2017/05/03/the-ultimate-engineered-solar-system/[6]
같은 궤도를 공유하는 행성의 고리를 가진 별이 있습니다. 실제로 별 거주 가능 구역에 여러 개의 행성 고리가 있습니다. Raymond는 7 ~ 42 개의 천체가 동일한 질량을 갖고 궤도를 따라 동일한 간격을두고 있으면 안정적인 궤도를 공유 할 수 있다고 말합니다. 자연스럽게 발생하는 대신 초 고급 시민 화에 의해 생성되어야하는 배열.
그의 출처는 다음과 같습니다.
https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2010CeMDA.107..487S/abstract[7]
그리고 또 다른 게시물 : "백만 지구 태양계"
https://planetplanet.net/2018/06/01/the-million-earth-solar-system/[8]
Raymond는 태양 질량의 백만 배에 달하는 거대한 블랙홀과 그 주위에 별의 고리가있는 가상 시스템을 설계합니다. 한 버전에서 그것들은 9 개의 별의 고리이고 거주 가능한 행성의 많은 고리가 별의 고리 바깥 쪽의 블랙홀을 돌고 있습니다. 또 다른 버전에서는 36 개의 별의 고리이며 거주 가능한 행성의 많은 고리가 별의 고리 내부의 블랙홀을 돌고 있습니다.
따라서 이론적으로 초 거대 질량의 뒷구멍은 하나 이상의 정상 질량 별 고리에 의해 궤도를 돌 수 있으며 각 고리에는 7 개에서 42 개의 별이 있습니다.
그 이론적 가능성과는 별개로, 장기적으로 안정된 자연적으로 형성되는 항성계에서 아마도 8 개의 별이 가장 가능하다고 생각합니다.