युग्म तारा प्रणालियाँ

जब दो तारे एक सामान्य द्रव्यमान केंद्र की परिक्रमा करते हैं, तो उनकी गति गुरुत्वाकर्षण के नियमों का पालन इस तरह से करती है जिससे उनके द्रव्यमान का पता चलता है, जिससे युग्म प्रणालियाँ यह मापने का आधार बन जाती हैं कि तारों का वजन कितना है।

Definition

एक युग्म तारा प्रणाली (binary star system) दो तारों का एक युग्म है जो गुरुत्वाकर्षण से एक दूसरे से बंधे होते हैं और अपने सामान्य द्रव्यमान केंद्र की परिक्रमा करते हैं, और विस्तार से एक बहुल प्रणाली (multiple system) में तीन या अधिक ऐसे बंधे हुए तारे होते हैं।

Scope

यह विषय युग्म तारों के प्रकारों को शामिल करता है, जिनमें दृश्य, खगोलमितीय, स्पेक्ट्रोस्कोपिक और ग्रहणशील प्रणालियाँ शामिल हैं, केप्लर और न्यूटन के नियमों द्वारा शासित कक्षीय गतिशीलता, कक्षाओं से तारकीय द्रव्यमान का निर्धारण, रोश मॉडल और युग्म तारों का पृथक, अर्ध-पृथक, या संपर्क के रूप में वर्गीकरण, और बहुल प्रणालियों की व्यापकता और उत्पत्ति।

Core questions

• युग्म तारे कितने प्रकार के होते हैं?
• एक युग्म तारे की कक्षाएँ तारकीय द्रव्यमान को कैसे प्रकट करती हैं?
• पृथक, अर्ध-पृथक और संपर्क युग्म तारों में क्या अंतर है?
• युग्म और बहुल प्रणालियाँ कैसे बनती हैं?

Key concepts

• द्रव्यमान केंद्र
• केप्लर के नियम
• दृश्य युग्म तारा
• स्पेक्ट्रोस्कोपिक युग्म तारा
• रोश लोब
• द्रव्यमान अनुपात
• संपर्क युग्म तारा

Key theories

कक्षीय गतिशीलता और द्रव्यमान निर्धारण

प्रत्येक तारा समान अवधि के साथ द्रव्यमान के सामान्य केंद्र के चारों ओर एक दीर्घवृत्त का पता लगाता है; केप्लर का तीसरा नियम कक्षा के आकार और अवधि को कुल द्रव्यमान से संबंधित करता है, जबकि दो तारों की गतियों का अनुपात उनके व्यक्तिगत द्रव्यमान को बताता है।

निकट युग्म तारों का रोश मॉडल

एक निकट युग्म तारे में गुरुत्वाकर्षण क्षमता प्रत्येक तारे के चारों ओर आँसू के आकार के रोश लोब को परिभाषित करती है; क्या तारे इन लोबों को भरते हैं, यह प्रणाली को पृथक, अर्ध-पृथक, या संपर्क के रूप में वर्गीकृत करता है और यह निर्धारित करता है कि उनके बीच द्रव्यमान स्थानांतरण हो सकता है या नहीं।

Mechanisms

दो बंधे हुए तारे अपने साझा द्रव्यमान केंद्र की परिक्रमा करते हैं, जिसमें अधिक विशाल तारा एक छोटी कक्षा में गति करता है। इमेजिंग, खगोलमिति, या डॉपलर शिफ्ट के माध्यम से कक्षीय ज्यामिति, अवधि और तारों की सापेक्ष गतियों का अवलोकन, न्यूटोनियन गुरुत्वाकर्षण के माध्यम से द्रव्यमान प्राप्त करता है। निकट युग्मों में संयुक्त गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र समविभव सतहों को आकार देता है जिनके महत्वपूर्ण रोश लोब (Roche lobes) किसी भी सामग्री के आदान-प्रदान को नियंत्रित करते हैं।

Clinical relevance

युग्म प्रणालियाँ लगभग सभी सीधे मापे गए तारकीय द्रव्यमानों की आपूर्ति करती हैं और इस प्रकार द्रव्यमान-चमक संबंध और तारकीय मॉडल को कैलिब्रेट करती हैं; उनके आँकड़े तारा-निर्माण सिद्धांत को बाधित करते हैं, और निकट युग्म द्रव्यमान स्थानांतरण, नोवा, टाइप Ia सुपरनोवा और सघन-वस्तु विलय के लिए मंच तैयार करते हैं।

History

हर्षेल ने उन्नीसवीं शताब्दी की शुरुआत में प्रदर्शित किया कि कुछ दोहरे तारे गुरुत्वाकर्षण से बंधे हुए हैं न कि संयोगवश संरेखण, बेसेल ने तारकीय डगमगाहट से अदृश्य साथियों का अनुमान लगाया, और निकट युग्मों की गुरुत्वाकर्षण क्षमता का रोश का उन्नीसवीं शताब्दी का विश्लेषण अंतःक्रियात्मक युग्म तारों को समझने के लिए एक ढाँचा बन गया।

Key figures

• William Herschel
• Friedrich Wilhelm Bessel
• Edouard Roche
• Peter Eggleton

Seminal works

• hilditch2001
• herschel1803

Frequently asked questions

खगोलशास्त्री एक तारे का वजन कैसे करते हैं?

सबसे विश्वसनीय तरीका एक युग्म प्रणाली में तारे को खोजना और यह मापना है कि यह और इसका साथी एक दूसरे की परिक्रमा कैसे करते हैं; कक्षा के आकार और अवधि पर केप्लर के नियमों के न्यूटन के रूप को लागू करने से सीधे दो तारों का द्रव्यमान प्राप्त होता है।

रोश लोब क्या है?

यह एक निकट युग्म तारे में प्रत्येक तारे के चारों ओर का वह क्षेत्र है जिसके भीतर सामग्री गुरुत्वाकर्षण से उस तारे से बंधी होती है; यदि कोई तारा अपने रोश लोब को भरने के लिए फैलता है, तो गैस जुड़ने वाले बिंदु के माध्यम से अपने साथी पर फैल सकती है, जिससे द्रव्यमान स्थानांतरण होता है।