Doppel- und Veränderliche Sterne
Die meisten Sterne werden paarweise oder in Gruppen geboren, und viele Sterne variieren in ihrer Helligkeit; zusammen liefern Doppel- und Veränderliche Sterne die direktesten Messungen von Sternmassen und sind leistungsstarke Werkzeuge zur Erforschung des Sterninneren und von Entfernungen.
Definition
Doppelsterne sind Systeme aus zwei oder mehr Sternen, die durch die Gravitation gebunden sind und ein gemeinsames Massenzentrum umkreisen, und veränderliche Sterne sind Sterne, deren scheinbare Helligkeit sich mit der Zeit ändert, sei es intrinsisch oder durch Bedeckungen in einem Doppelsternsystem.
Scope
Dieser Bereich umfasst gravitativ gebundene Sternsysteme und ihre Umlaufbahnen, die Bedeckungs- und spektroskopischen Doppelsterne, die Sternmassen und -radien liefern, intrinsisch veränderliche Sterne, deren Helligkeit sich durch Pulsation oder andere interne Prozesse ändert, sowie wechselwirkende Doppelsterne, bei denen der Massentransfer Novae, kataklysmische Veränderliche und andere dramatische Phänomene hervorruft.
Sub-topics
Core questions
- Wie häufig sind Doppel- und Mehrfachsternsysteme?
- Wie ermöglichen Doppelsterne die Messung von Sternmassen?
- Warum variieren einige Sterne in ihrer Helligkeit?
- Was geschieht, wenn Sterne in einem Doppelsternsystem Masse übertragen?
Key concepts
- Doppelsternbahn
- Massenmittelpunkt
- Roche-Lappen
- Massentransfer
- Bedeckungsveränderlicher
- intrinsisch Veränderlicher
- Perioden-Leuchtkraft-Beziehung
Key theories
- Doppelsternbahnen und Sternmassen
- Sterne in einem Doppelsternsystem umkreisen ihr gemeinsames Massenzentrum gemäß den Keplerschen Gesetzen; die Messung der Umlaufbahn, insbesondere bei Bedeckungs- und spektroskopischen Doppelsternen, liefert die individuellen Sternmassen, den grundlegendsten und ansonsten schwer zu ermittelnden Sternparameter.
- Sternvariabilität und Interaktion
- Viele Sterne variieren intrinsisch durch Pulsationen, die von ihrer inneren Struktur angetrieben werden, während in engen Doppelsternen der Massentransfer über den Roche-Lappen akkretionsgetriebene Ausbrüche erzeugt; beide Phänomene offenbaren Sternphysik, die bei einzelnen, stabilen Sternen nicht zugänglich ist.
Mechanisms
Zwei gravitativ gebundene Sterne beschreiben elliptische Umlaufbahnen, deren Größen und Perioden ihre Massen kodieren; wenn ihre Bahnebene nahe der Sichtlinie liegt, machen Bedeckungen und Doppler-Verschiebungen diese Massen messbar. Bei intrinsisch veränderlichen Sternen treiben Instabilitäten in der Hülle periodische Pulsationen an, und in engen Doppelsternsystemen kann ein Stern seinen Roche-Lappen überfüllen und Materie auf seinen Begleiter abgeben, wodurch bei Ausbrüchen Energie freigesetzt wird.
Clinical relevance
Doppelsterne liefern die empirischen Masse-Leuchtkraft- und Masse-Radius-Beziehungen, die alle Sternmodelle kalibrieren; veränderliche Sterne wie Cepheiden und RR Lyrae verankern die kosmische Entfernungsskala, und wechselwirkende Doppelsterne sind die Vorläufer von Novae, Supernovae vom Typ Ia, Röntgenquellen und den in Gravitationswellen beobachteten Verschmelzungen kompakter Objekte.
History
Herschel stellte fest, dass einige Doppelsterne physikalisch gebunden sind, die Messung von Doppelsternbahnen lieferte die ersten Sternmassen, Leavitts Arbeit an veränderlichen Cepheiden ermöglichte die Entfernungsskala, und die Theorie der engen, wechselwirkenden Doppelsterne entwickelte sich im Laufe des zwanzigsten Jahrhunderts, um Novae und verwandte Phänomene zu erklären.
Key figures
- William Herschel
- Henrietta Swan Leavitt
- Edouard Roche
- Peter Eggleton
Related topics
Seminal works
- hilditch2001
- percy2007
Frequently asked questions
- Warum sind Doppelsterne so wichtig?
- Doppelsterne sind die einzige direkte Möglichkeit, Sterne zu wiegen: Indem Astronomen beobachten, wie zwei Sterne einander umkreisen, und die Gesetze der Gravitation anwenden, messen sie deren Massen, die für die Überprüfung von Sternmodellen und die Kalibrierung der Beziehung zwischen Masse und Leuchtkraft unerlässlich sind.
- Sind die meisten Sterne Einzelsterne wie die Sonne?
- Nein, ein großer Teil der Sterne, insbesondere massereichere, findet sich in Doppel- oder Mehrfachsystemen; die Einsamkeit der Sonne ist eher ungewöhnlich, und die Begleitung beeinflusst stark, wie viele Sterne sich entwickeln und ihr Leben beenden.