Dvoinye zvezdy (fizicheskie dvoinye)
[fizika kosmosa]

- dve zvezdy, ob'edinennye silami tyagoteniya i obrashayushiesya po ellipticheskim (v chastnom sluchae - krugovym) orbitam vokrug obshego centra mass. Sushestvuyut takzhe kratnye fiz. zvezdy - troinye, chetvernye i t.d., no chislo ih sushestvenno men'she fiz. D. z. Esli komponenty fiz. D. z.

• >> Dvoinye zvezdy (fizicheskie dvoinye)   (P. G. Kulikovskii,  "Fizika Kosmosa", 1986, 27.03.2003 11:42, 15.0 KBait, otvetov: 1) - dve zvezdy, ob'edinennye silami tyagoteniya i obrashayushiesya po ellipticheskim (v chastnom sluchae - krugovym) orbitam vokrug obshego centra mass. Sushestvuyut takzhe kratnye fiz. zvezdy - troinye, chetvernye i t.d., no chislo ih sushestvenno men'she fiz. D. z. Esli komponenty fiz. D. z. mozhno razglyadet' neposredstvenno v teleskop ili na fotografiyah (poluchaemyh dlya etoi celi pri pomoshi dlinnofokusnyh astrografov), to ee naz. vizual'no-dvoinoi zvezdoi. Tesnye D. z., dvoistvennost' k-ryh ne udaetsya obnaruzhit' dazhe v samye krupnye teleskopy, mogut okazat'sya spektral'no-dvoinymi libo zatmenno-dvoinymi (inache - zatmennymi peremennymi, sm. Peremennye zvezdy). Pervye proyavlyayut svoyu dvoistvennost' periodich. kolebaniyami ili razdvoeniyami spektr. linii, vtorye - periodich. izmeneniyami summarnogo bleska zvezd. V nek-ryh sluchayah mozhno ustanovit' dvoistvennost' metodami interferometrii, spekl-interferometrii ili putem skorostnoi registracii pokrytii zvezd Lunoi (fotometrich. krivye izmeneniya bleska odinochnoi i dvoinoi zvezd okazyvayutsya razlichnymi). K D. z. otnosyat takzhe: astrometricheskie D.z., obladayushie temnymi sputnikami (sredi blizkih k Solncu zvezd obnaruzheno ok. 20 astrometricheskih D. z.); zvezdy so slozhnymi spektrami (sochetaniyami dvuh razlichnyh spektrov); shirokie pary - zvezdy s bol'shim obshim sobstv. dvizheniem (t.e. s bol'shim uglovym peremesheniem zvezdy po nebesnoi sfere, vyrazhaemym v sekundah dugi v god). V prostranstve komponenty mogut byt' razdeleny desyatkami tysyach a.e., a periody obrasheniya mogut dostigat' nesk. mln. let. Fotometricheskimi D. z. inogda naz. takzhe dvoinye (kratnye) sistemy, kratnost' k-ryh vyyavlyaetsya metodami mnogocvetnoi fotometrii zvezd na osnove sopostavleniya ee pokazatelei cveta na dvuhcvetnyh (mnogocvetnyh) diagrammah (sm. Astrofotometriya).
  

  Ris. 1. Polozhenie sputnika (V) otnositel'no zvezdy (A) opredelyaetsya koordinatami: rasstoyaniem mezhdu komponentami dvoinoi zvezdy i pozicionnym uglom .

  Otnosit. chislo izvestnyh dvoinyh (i kratnyh) zvezd neuklonno uvelichivaetsya; v nastoyashee vremya schitayut, chto bol'shaya chast' (vozmozhno, bol'she 70%) zvezd ob'edinena v sistemy bol'shei ili men'shei kratnosti; iz chisla izvestnyh D. z. okolo 1/3 okazyvayutsya troinymi ili zvezdami bol'shei kratnosti. Izvestny shesti- i semikratnye zvezdy.

  Bol'shoi interes predstavlyayut D. z., v sostav k-ryh vhodyat fiz. peremennye zvezdy (napr., novye zvezdy), pul'sary i, vozmozhno, chernye dyry, t.k. v etom sluchae udaetsya ocenit' massy etih ob'ektov.

  Pri nablyudeniyah vizual'no-dvoinoi zvezdy izmeryayut rasstoyanie mezhdu komponentami i pozicionnyi ugol linii centrov, inache govorya, ugol mezhdu napravleniem na severnyi polyus mira i napravleniem linii, soedinyayushei glavnuyu (bolee yarkuyu) zvezdu s ee sputnikom (ris. 1). Mnogoletnie nablyudeniya mogut obnaruzhit' krivolineinost' traektorii otnositel'nogo dvizheniya sputnika i dat' vozmozhnost' ocenit' periody obrasheniya.

  Ris. 2. Vidimaya i istinnaya orbita dvoinoi zvezdy. P - periastr, P' - proekciya periastra, A - apoastr. A' - proekciya apoastra. Otmecheny vidimye () i istinnye (r) maksimal'nye i minimal'nye rasstoyaniya ot centra mass sistemy.

  Chislo otkrytyh vizual'no-dvoinyh zvezd (vklyuchaya shirokie pary) prevyshaet 60 tys. Iz nih lish' 10 tys. izmeryalis' bolee ili menee regulyarno. U bolee 500 iz nih uzhe obnaruzhena krivizna puti, dostatochnaya dlya togo, chtoby pytat'sya opredelit' formu otnosit. orbity. Primerno dlya 150 D. z. opredeleny orbity, t.e. po vidimoi traektorii dvizheniya sputnika vokrug glavnoi zvezdy vychisleny elementy istinnoi orbity, ukazyvayushie formu i razmery orbity, ee prostranstv. orientaciyu. Po etim dannym mozhno predvychislit' polozheniya sputnika na orbite (ris. 2). Lish' orbity 80 D. z. mozhno schitat' opredelennymi dostatochno nadezhno, chtoby po nim pytat'sya opredelit' massy zvezd - komponentov dvoinyh. Primenenie tret'ego zakona Keplera k dvizheniyu D. z. s izvestnymi rasstoyaniyami do nih daet vozmozhnost' (pochti edinstvennuyu) opredelit' massy zvezd (sm. Massy nebesnyh tel).

  Ris. 3. Shema periodicheskogo razdvoeniya i smesheniya spektral'nyh linii bal'merovskoi serii (, i t.d.) zvezdy-sputnika otnositel'no teh zhe linii glavnoi zvezdy v processe orbital'nogo dvizheniya (1, 2, 3, 4 - posledovatel'nye polozheniya sputnika i sootvetstvuyushie im spektry, smeshenie linii sputnika pokazano otnositel'no linii glavnoi zvezdy, prinyatyh za nepodvizhnye).

  Izmeneniya smeshenii ili razdvoenii spektr. linii spektral'no-dvoinyh zvezd pozvolyayut opredelit' luchevuyu skorost', yavlyayushuyusya proekciei orbital'noi skorosti na luch zreniya (ris. 3). Krivye luchevyh skorostei (ris. 4) - odnogo komponenta ili oboih, esli sputnik ne slishkom otlichaetsya po blesku ot glavnoi zvezdy i v spektre vidny i mogut byt' izmereny linii oboih komponentov, - dayut vozmozhnost' vychislit' elementy istinnoi orbity (yarkogo komponenta vokrug obshego centra mass, libo bolee slabogo komponenta vokrug yarkogo, pomeshaemogo v fokus otnosit. orbity, libo, nakonec, kazhdogo komponenta otnositel'no centra mass sistemy, ris. 5). Opredelennye periody spektral'no-dvoinyh zvezd zaklyucheny v predelah ot 0,1084 sut ( Maloi Medvedicy) do 59,8 let (vizual'no D. z. Bol'shoi Medvedicy). Podavlyayushee bol'shinstvo spektral'no-dvoinyh zvezd imeet periody poryadka nesk. sut. Vsego otkryto bolee 3000 spektral'no-dvoinyh zvezd, priblizitel'no dlya 1000 iz nih vychisleny elementy orbit.

  Krivaya bleska zatmennoi D. z. pokazyvaet periodich. umen'sheniya bleska - odno ili dva za period i postoyannyi blesk mezhdu minimumami (u zvezd tipa Algolya) libo nepreryvnoe ego izmenenie (u zvezd tipa Liry ili W Bol'shoi Medvedicy, v poslednem sluchae minimumy pochti odinakovoi glubiny, sm. Peremennye zvezdy). Chislo otkrytyh zatmennyh D. z. prevyshaet 5 tys.

  Ris. 4. Vliyanie formy i orientacii orbity na formu krivoi luchevoi skorosti: 1 - krugovaya orbita; 2 - ekscentrisitet orbity e=- 0,5, dolgota periastra ; 3 - ekscentrisitet orbity e=0,5, ; a, b, s, d - polozheniya zvezdy-sputnika i sootvetstvuyushie im znacheniya luchevoi skorosti.

  Analiz krivyh bleska daet vozmozhnost' opredelit' ne tol'ko elementy orbity zatmennoi D. z., no i nek-rye harakteristiki samih komponentov (formu, razmery, vyrazhennye libo v dolyah bol'shoi poluosi orbity, libo v kilometrah, esli dopolnitel'no imeyutsya izmereniya luchevyh skorostei). Vysokaya tochnost' sovr. fotoelektrich. izmerenii bleska v ryade sluchaev daet vozmozhnost' vyyavit' i uchest' vliyanie na krivuyu bleska t.n. tonkih effektov, napr. potemneniya k krayu diska zvezdy, a takzhe kolichestvenno vyrazit' stepen' otkloneniya formy komponentov ot sharovoi dlya ochen' tesnyh dvoinyh (tipov Liry i W Bol'shoi Medvedicy). Pri zametnoi ekscentrichnosti orbity vozmozhno obnaruzhenie effekta vrasheniya linii apsid (t.e. linii, soedinyayushei periastr i apoastr, sm. Elementy orbity), chto mozhet byt' svyazano s sushestvovaniem tret'ego, eshe ne obnaruzhennogo komponenta sistemy, libo s zametnym otlichiem formy zvezd ot sharovoi vsledstvie prilivnoi deformacii blizkih komponentov. Esli odin iz komponentov zatmennoi D. z. - goryachaya zvezda glavnoi posledovatel'nosti, a drugoi - sverhgigant, obladayushii protyazhennoi atmosferoi, to mozhno ochen' detal'no izuchit' stroenie i sostav atmosfery sverhgiganta po izmeneniyam v spektre zatmennoi, kogda skvoz' atmosferu sverhgiganta vo vremya zatmeniya budet prosvechivat' goryachaya zvezda. Linii poglosheniya budut izmenyat'sya po mere "pogruzheniya" goryachei zvezdy v bolee plotnye sloi protyazhennoi atmosfery sverhgiganta. Primerami takih par yavl. Voznichego (period 27 let, iz k-ryh zatmenie dlitsya ok. 2 let!) i Voznichego (period 972 sut, zatmenie dlitsya ok. 40 sut).

  Ris. 5. Periodicheskoe izmenenie luchevyh skorostei dvuh komponentov spektral'no-dvoinoi zvezdy Orla (sploshnaya krivaya - luchevaya skorost' glavnoi zvezdy, shtrihovaya - zvezdy -sputnika).

  Dannye o massah komponentov D. z. neocenimy dlya ustanovleniya statistich. zavisimosti mezhdu abs. bolometricheskoi velichinoi zvezdy i ee massoi (ris. 6) - zavisimosti, k-raya vytekaet iz sovr. teorii vnutr. stroeniya zvezd i istochnikov energii zvezd. Eta zavisimost' sluzhit dlya opredeleniya mass odinochnyh zvezd po ih svetimostyam (inache, po ih abs. bolometricheskim zvezdnym velichinam M_bol).

  Hotya do sih por net polnoi yasnosti v voprose o proishozhdenii dvoinyh i kratnyh zvezd, mnogochisl. issledovaniyami otvergnuty gipoteza deleniya v rezul'tate narusheniya ravnovesiya odinochnoi vrashayusheisya zvezdy i gipoteza zahvata odnoi zvezdy drugoyu, teoreticheski vozmozhnogo lish' vblizi tret'ei zvezdy, zvezdnogo skopleniya ili massivnogo gazovo-pylevogo oblaka. Naibolee veroyatno odnovrem. obrazovanie kratnoi sistemy v obshem processe obrazovaniya zvezd. Komponenty D. z. (oni imeyut odin i tot zhe vozrast) predstavlyayut bol'shoi interes dlya proverki teorii zvezdnoi evolyucii (sm. Evolyuciya zvezd).

  Ris. 6. Zavisimost' massa-absolyutnaya bolometricheskaya zvezdnaya velichina (-Mbol) po dannym o spektral'no-dvoinyh (krestiki) i vizual'no-dvoinyh (tochki) zvezdah. Tri tochki vnizu, v storone ot ostal'nyh, - belye karliki - komponenty dvoinyh. Po osi absciss otlozheny v logarifmicheskoi shkale massy zvezd, vyrazhennye v edinicah massy Solnca .

  Lit.:
  Kurs astrofiziki i zvezdnoi astronomii, t. 2, ch. 2, M.,1962, gl. 3-5; Metody astronomii, per. s angl., M., 1967, gl. 21- 24; Betten A., Dvoinye i kratnye zvezdy, per. s angl.,M., 1976; Kuto P., Nablyudeniya vizual'no-dvoinyh zvezd, per. s franc., M., 1981.

  (P.G. Kulikovskii)

• Re: Dvoinye zvezdy (fizicheskie dvoinye)   (M. S. Afanas'ev, 27.09.2010 11:45, 224 Bait) Process obrazovaniya zvezdy iz pylevoi tumannosti vsem izvesten.No mozhet li on byt' edinstvennym? Kratnye zvezdy navodyat na eshe odin - delenie zvezdy.Mozhet byt' pul'siruyushie zvezdy imeyut k etomu otnoshenie?