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三颗恒星运行规律

     2023-06-24 12:15:56     42
3分钟前

宇宙中有三恒星系统吗?如果有,三颗恒星该如何绕行呢?

宇宙中存在很多三恒星系统,甚至多恒星系统也是存在的。我们太阳系只有一颗恒星,也就是“太阳”,在银河系中,超过60%的恒星系统,都属于多恒星系统。

其中双星系统,最容易形成稳定的系统。所以在多星系统中,以双恒星系统最多;比如除太阳外,全天最亮的恒星——天狼星,就是一颗双星系统,距离地球8.6光年。

三恒星系统也有很多,比如距离我们太阳系最近的半人马座三星(4.2光年),就是一个三星系统,目前的北极星(勾陈一),也是一个三星系统。

其中,半人马座三星是两颗较大的恒星相互绕行,然后祥歼一颗较小的恒星半人马座α星C(比邻星),在较远处围绕前面两颗恒星绕行,形成相对稳定的三星系统。

而勾塌芦陈一(北极星)是两颗较小恒星,伴随着一颗较大的主星绕行,形成相对稳定的三星系统。

另外,三星系统都不是绝对稳定的,在引力长期的作用下,会把其中一颗较小的恒星抛出去,最终形成稳定的双星系统,不过这个过程会相当漫长。

至于更多的多星系统,也是存在的,但都不稳定,随着引力的相互作用,会导致其中较小恒星被吞噬或者抛出,最终还是会成为双星系统。

多星系统,在理论上的稳定解非常少,只有极少数情况下,能谨衫冲形成绝对稳定的多星系统,除此之外,都是不稳定的,下图就是数学家发现的多星系统的部分稳定解。

关于三体问题(三个恒星的运行规律)的数学求解?

三体,三个恒星的运行是有几个特定的简单运行规则。1.a与b是双星,然后c与a,b的双星系统再次组成另一个c与ab双星系统的双星系统。这样的双星系统中的双星系统,有c,ab . a,bc . b,ac . 。2.就是三星同时围绕一个奇点运行,有abc . bca . cab等等6种组合。3.就是两个围绕一个运行这样的组合也是6种情况。从笼统上说上面的15种情况在者伍一定条件下是可以推导出来的,但是呢这15种情况只是三星中不稳定中的15种运行的现姿嫌厅象。引力方程中我们可以了解到,影响引力的条件,距离,质量,加速度,速度,还有一个常数。质量在一定条件下是不变的,可是速度,加速迹隐度,距离,等一些是变量。所以这15种运行模式是不稳定的任何模式都不能推导出下种模式是哪一种,什么时间,什么区域(相对于三体的那颗行星的方位,距离)都不确定。所以是没有规律的,即使有也是很复杂的,不是我们地球上的物理学家,数学家能推导出来的。想想这三颗恒星的运行不稳定,那在这里的行星能稳定吗?变数就更大了!

三颗恒星的星系真的无规则吗

三颗恒星的星系不是无规则的,因为实际宇宙中的的半人马座三星其实是一个质量相近的双星系统外加一个比它俩质量小得多且距离远得多的人马座α星c。

也就是比邻星,所以这个三星系统实际上大致可以看成双星系统外加一个围绕它们转动的恒星,所以半人马座三星的运动规律相对是比较稳定的,小说嘛这里告帆模糊处理了,可以理解。

并且三体问题不是不可解,我们在高等数学里学到,绝大多数微分方程(也就是三体运动的物理控制方程)很难找到解析解,只能数值求解,而同大部分数值模型一样,三体问题只是没有精确解。

用计算机建立一个三体问题模型并不难(甚至会编程就行,毕竟就那么俩微分方程,而且它们的差分形式网上随便一查就能查到),也能得到具有一定精度的结果。

小说中的说法是:

小说中(三体游戏中)三体人的灾难主要是因为早期三体人根本不知道头顶的太阳玄幻的走位实际上是没友亮三体问题,加上早期三体人落后的科技水平无法科学的认识和求解三体问题,只能在毁灭和重生中坚强的试错,给读者营造了一种悲壮的浪漫,这是大刘最擅长的技巧。

当然,真实世界一个文明能否在200多轮毁灭轮回内就进化出那么顽强的抗性还要打个问号,毕竟是小说嘛。但无论如何,后期的三体人实际上已经实现了短期三体规律的计算。

这枯宽一点从三体游戏描述中也可以看出,通过计算机模拟结果,结合三体人进化出的脱水技能,小说中最终进攻人类的三体文明已经在混沌的三体世界坚持了很长时间没有灭亡。

三颗恒星形成的三合星系统是怎样的,有怎样的原理?

在我们银河系中,有不少三颗恒星组成的三合星系统,比如目前的北极星(勾陈一)、半人马座α星(南门二)、HD 188753,格利泽667等等,它们的绕行方式各有特点,但是猜掘对于差不多质量的三颗恒星,是很难在实际中长期稳定绕行的。

三合星系统

在我们银河系中,有近2000亿颗恒星,据估计,这些恒星当中的有超过一半的处于聚星系统当中,也就是由两颗或者两颗以上恒星相互绕行形成的天文系统,其中双星系统是最多的,三合星系统也有不少,比如距离太阳系最近的南门二,就是一个典型的三合星系统。

根据牛顿力学的描述,三颗恒星相互绕行属于典型的多宽晌体问题,在理论上处于混沌状态,极易受微小影响导致轨道发生巨大变化,使得三体问题不存在固定的解,只有当三颗恒星的质量相差较大时,形成限制性三体问题,这样比较容易形成长时间稳定的三合星系统。

在理论上,三颗恒星的质量越相近,就越难形成长期稳定的系统,如果三颗恒星的质量完全相等,就只有几个特殊的情况能稳定存在,比如平面中三颗恒星形成等边三角形,然后绕三角形中心旋转,或者三颗恒星在一条8字轨道上运行。

如果在三维空间中将更加复杂,对于三颗质量完全相等,初始参数又刚好形成稳定轨道的情况,在实际当中几乎是不可能发生的。

北极星

目前的北极星是勾陈一,勾陈一是典型的三合星系统,距离地球434光年,在古代人们一直以为勾陈一是一颗独立的恒星,在200多年前,英国天文学家赫舍尔用望远镜发现勾陈一存在一颗亮度较大的伴星——勾陈一B,两者距离为3600亿公里。

直到2006年,哈勃天文望远镜又发现其中一颗较小质量的伴星——勾陈一AB,距离勾陈一27亿公里。三者的绕行关系如图中所示。

半人马座α星

半人马座α星在中国古代称之为南门慎兆锋二,是距离太阳系最近的恒星系统,有大约4.2光年,也就是大刘《三体》中描述的三体星系。

半人马座三星的绕行方式和北极星完全不同, 半人马座α星A和 半人马座α星B相互绕行,然后小质量的比邻星在远处,绕着两颗大质量恒星的质量中心运行,三颗恒星的质量分别是太阳质量的110%、90%和12%。

格利泽667

格利泽667是距离地球22.7光年的一个三合星系统,视星等只有5.89,其中格利泽667A(0.75⊙)与格利泽667B(0.65⊙)形成偏心轨道相互绕行,然后格利泽667C(0.38⊙)在远处绕前面两颗恒星运行,类似半人马座α星的绕行方式。

三合星系统的世界

对于三合星系统,在任意一颗恒星周围,也是可能形成行星的,比如半人马座α星B周围就存在一颗行星,比邻星周围至少存在两颗行星,在三合星系统HD 188753当中,主星也至少存在一颗行星。

如果恰好在某颗行星上形成了高级生命,那么在它们看来,天上就有三颗“太阳”,而且每颗太阳的亮度随着时间变化,就如《三体》当中三体文明的遭遇一样。

在我们银河系中,除了三合星之外,还存在四合星,五合星,六合星,七合星等等,其绕行方式也更加复杂;比如北斗星当中的开阳星,就是一个七合星系统,开阳主星和开阳辅星各自又是双星系统,其中开阳主星中的子星一又是一个三合星,子星二则是一对密近双星。

三体太阳运行规律

两个小太阳互绕组成双星,该双星做为一个整体再围绕另一个太阳转圈(或者双星老者与另一个太阳互绕)。

现在网上有大把三体星运动模拟软件,只要输入三个太阳和三体星的:质量+体积+初始位置+初始动量,就能绘出三个太阳和三体星的运行规律和几十亿年后的结局(吞并或互绕)。小说里的“三体星”可能是其中一个太阳的行星,也可能是双子太阳物旁的行星。因为三体人的生命是断断续续的,经常需要休眠,它们从来没机会连续观察研究。

每三个恒星间的运行周期是不同的,而它们之间的角距离也侍蚂薯在不断地变化着。恒星与行星之间的运行周期有规律地发生变化,最终形成长期规律性模式。

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关键词: 恒星 双星 人马座