İkili Yıldız Sistemleri
İki yıldız ortak bir kütle merkezi etrafında yörüngede dönerken, hareketleri kütlelerini ortaya çıkaracak şekilde kütleçekim yasalarına uyar; bu da ikili sistemleri yıldızların kütlelerini ölçmek için temel bir araç haline getirmektedir.
Tanım
İkili yıldız sistemi, birbirine kütleçekimsel olarak bağlı ve ortak kütle merkezleri etrafında dönen bir çift yıldızdır; genişletilmiş anlamda ise çoklu sistem, bu türden üç veya daha fazla bağlı yıldızı içermektedir.
Kapsam
Bu konu, görsel, astrometrik, spektroskopik ve örtücü sistemler dahil olmak üzere ikili yıldız türlerini, Kepler ve Newton yasalarıyla yönetilen yörünge dinamiklerini, yörüngelerden yıldız kütlelerinin belirlenmesini, Roche modelini ve ikili sistemlerin ayrık, yarı-ayrık veya temas halinde olarak sınıflandırılmasını, ayrıca çoklu sistemlerin prevalansını ve kökenini kapsamaktadır.
Temel sorular
- Farklı ikili yıldız türleri nelerdir?
- Bir ikili sistemin yörüngeleri yıldız kütlelerini nasıl ortaya çıkarır?
- Ayrık, yarı-ayrık ve temas halindeki ikili sistemleri birbirinden ayıran nedir?
- İkili ve çoklu sistemler nasıl oluşur?
Anahtar kavramlar
- kütle merkezi
- Kepler yasaları
- görsel ikili
- spektroskopik ikili
- Roche lobu
- kütle oranı
- temas ikilisi
Temel kuramlar
- Yörünge dinamikleri ve kütle belirleme
- Her yıldız, ortak kütle merkezi etrafında aynı periyotla bir elips çizer; Kepler'in üçüncü yasası yörünge boyutunu ve periyodunu toplam kütle ile ilişkilendirirken, iki yıldızın hareketlerinin oranı bireysel kütlelerini vermektedir.
- Yakın ikili sistemlerin Roche modeli
- Yakın bir ikili sistemde, kütleçekim potansiyeli her yıldızın etrafında gözyaşı damlası şeklinde Roche lobları tanımlar; yıldızların bu lobları doldurup doldurmadığı sistemi ayrık, yarı-ayrık veya temas halinde olarak sınıflandırır ve aralarında kütle transferinin gerçekleşip gerçekleşemeyeceğini belirler.
Mekanizmalar
İki bağlı yıldız, ortak kütle merkezleri etrafında döner; daha büyük kütleli yıldız daha küçük bir yörüngede hareket eder. Görüntüleme, astrometri veya Doppler kaymaları yoluyla yörünge geometrisi, periyot ve yıldızların göreceli hareketlerinin gözlemlenmesi, Newton kütleçekimi aracılığıyla kütleleri vermektedir. Yakın çiftlerde, birleşik kütleçekim alanı, kritik Roche loblarının herhangi bir madde alışverişini yönettiği eşpotansiyel yüzeyleri şekillendirir.
Klinik önem
İkili sistemler, doğrudan ölçülen yıldız kütlelerinin neredeyse tamamını sağlamakta ve böylece kütle-parlaklık ilişkisini ve yıldız modellerini kalibre etmektedir; istatistikleri yıldız oluşum kuramını kısıtlamakta, yakın ikili sistemler ise kütle transferi, novalar, Tip Ia süpernovalar ve kompakt nesne birleşmeleri için zemin hazırlamaktadır.
Tarihçe
Herschel, on dokuzuncu yüzyılın başlarında bazı çift yıldızların rastlantısal hizalanmalar yerine kütleçekimsel olarak bağlı olduğunu göstermiştir; Bessel, yıldız salınımlarından görünmeyen yoldaşları çıkarmış ve Roche'un on dokuzuncu yüzyıldaki yakın çiftlerin kütleçekim potansiyeli analizi, etkileşen ikili sistemleri anlamak için bir çerçeve haline gelmiştir.
Öne çıkan isimler
- William Herschel
- Friedrich Wilhelm Bessel
- Edouard Roche
- Peter Eggleton
İlgili konular
Temel eserler
- hilditch2001
- herschel1803
Sıkça sorulan sorular
- Gökbilimciler bir yıldızın kütlesini nasıl ölçer?
- En güvenilir yol, yıldızı bir ikili sistemde bulmak ve onunla yoldaşının birbirleri etrafında nasıl yörüngede döndüğünü ölçmektir; Newton'un Kepler yasaları formunu yörüngenin boyutuna ve periyoduna uygulamak, iki yıldızın kütlelerini doğrudan vermektedir.
- Roche lobu nedir?
- Yakın bir ikili sistemde her yıldızın etrafındaki, maddenin o yıldıza kütleçekimsel olarak bağlı olduğu bölgedir; eğer bir yıldız genişleyerek Roche lobunu doldurursa, gaz bağlantı noktasından yoldaşına dökülebilir ve kütle transferini tetikleyebilir.