Sao đôi và Sao biến đổi
Hầu hết các ngôi sao được sinh ra theo cặp hoặc nhóm, và nhiều ngôi sao có độ sáng thay đổi; cùng với nhau, sao đôi và sao biến đổi cung cấp các phép đo trực tiếp nhất về khối lượng sao và là công cụ mạnh mẽ để thăm dò bên trong và khoảng cách của sao.
Definition
Sao đôi là các hệ gồm hai hoặc nhiều ngôi sao liên kết bởi lực hấp dẫn và quay quanh một tâm khối lượng chung, và sao biến đổi là các ngôi sao có độ sáng biểu kiến thay đổi theo thời gian, dù là nội tại hay thông qua sự che khuất trong một hệ sao đôi.
Scope
Lĩnh vực này bao gồm các hệ sao liên kết hấp dẫn và quỹ đạo của chúng, các sao đôi che khuất và quang phổ cho phép xác định khối lượng và bán kính sao, các sao biến đổi nội tại có độ sáng thay đổi thông qua sự co giãn hoặc các quá trình nội tại khác, và các sao đôi tương tác trong đó sự truyền khối lượng tạo ra các tân tinh, các sao biến đổi thảm khốc và các hiện tượng ấn tượng khác.
Sub-topics
Core questions
- Các hệ sao đôi và đa sao phổ biến đến mức nào?
- Sao đôi cho phép chúng ta đo khối lượng sao như thế nào?
- Tại sao một số ngôi sao thay đổi độ sáng?
- Điều gì xảy ra khi các ngôi sao trong một hệ sao đôi truyền khối lượng?
Key concepts
- quỹ đạo sao đôi
- tâm khối lượng
- giới hạn Roche
- truyền khối lượng
- sao đôi che khuất
- sao biến đổi nội tại
- mối quan hệ chu kỳ-độ sáng
Key theories
- Quỹ đạo sao đôi và khối lượng sao
- Các ngôi sao trong một hệ sao đôi quay quanh tâm khối lượng chung của chúng theo định luật Kepler; việc đo quỹ đạo, đặc biệt trong các sao đôi che khuất và quang phổ, cho phép xác định khối lượng riêng của từng ngôi sao, thông số sao cơ bản nhất và khó thu được bằng các phương pháp khác.
- Sự biến đổi và tương tác của sao
- Nhiều ngôi sao biến đổi nội tại thông qua các dao động được thúc đẩy bởi cấu trúc bên trong của chúng, trong khi ở các sao đôi gần, sự truyền khối lượng qua giới hạn Roche tạo ra các vụ bùng nổ được cung cấp năng lượng bởi sự bồi tụ; cả hai hiện tượng này đều tiết lộ vật lý sao không thể tiếp cận được ở các ngôi sao đơn lẻ, ổn định.
Mechanisms
Hai ngôi sao liên kết bởi lực hấp dẫn tạo thành các quỹ đạo hình elip có kích thước và chu kỳ mã hóa khối lượng của chúng; khi mặt phẳng quỹ đạo của chúng nằm gần đường ngắm, sự che khuất và dịch chuyển Doppler làm cho các khối lượng đó có thể đo được. Trong các sao biến đổi nội tại, sự bất ổn định trong lớp vỏ thúc đẩy các dao động định kỳ, và trong các sao đôi gần, một ngôi sao có thể tràn qua giới hạn Roche của nó và đổ vật chất lên ngôi sao đồng hành, giải phóng năng lượng trong các vụ bùng nổ.
Clinical relevance
Các sao đôi cung cấp các mối quan hệ khối lượng-độ sáng và khối lượng-bán kính thực nghiệm để hiệu chỉnh tất cả các mô hình sao, các sao biến đổi như Cepheid và RR Lyrae neo giữ thang đo khoảng cách vũ trụ, và các sao đôi tương tác là tiền thân của các tân tinh, siêu tân tinh loại Ia, các nguồn tia X và các vụ sáp nhập vật thể đặc được quan sát trong sóng hấp dẫn.
History
Herschel đã xác định rằng một số sao đôi được liên kết vật lý, phép đo quỹ đạo sao đôi đã cung cấp khối lượng sao đầu tiên, công trình của Leavitt về các sao Cepheid biến đổi đã cho phép xác định thang đo khoảng cách, và lý thuyết về các sao đôi gần, tương tác đã phát triển trong suốt thế kỷ XX để giải thích các tân tinh và các hiện tượng liên quan.
Key figures
- William Herschel
- Henrietta Swan Leavitt
- Edouard Roche
- Peter Eggleton
Related topics
Seminal works
- hilditch2001
- percy2007
Frequently asked questions
- Tại sao sao đôi lại quan trọng đến vậy?
- Sao đôi là cách trực tiếp duy nhất để cân đo các ngôi sao: bằng cách quan sát hai ngôi sao quay quanh nhau và áp dụng các định luật hấp dẫn, các nhà thiên văn học đo khối lượng của chúng, điều này rất cần thiết để kiểm tra các mô hình sao và hiệu chỉnh mối quan hệ giữa khối lượng và độ sáng.
- Hầu hết các ngôi sao có đơn lẻ như Mặt Trời không?
- Không, một phần lớn các ngôi sao, đặc biệt là những ngôi sao có khối lượng lớn hơn, được tìm thấy trong các hệ sao đôi hoặc đa sao; sự cô độc của Mặt Trời có phần bất thường, và sự đồng hành ảnh hưởng mạnh mẽ đến cách nhiều ngôi sao tiến hóa và kết thúc cuộc đời của chúng.