Astronomía

¿A qué distancia están las estrellas en un sistema binario?

¿A qué distancia están las estrellas en un sistema binario?


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Me pregunto qué tan lejos unas de otras están las estrellas en los sistemas binarios. ¿Cuál es la distribución de la separación entre estrellas binarias? ¿Están la mayoría de las estrellas binarias muy separadas como Sirio (8.2 a 31.5 AU)? ¿Hay muchas estrellas en órbitas aún más amplias? ¿Hay más parejas con órbitas de pastoreo?

¿Existe una base de datos similar a exoplanets.org donde pueda ver la distancia entre el par de estrellas para todos los sistemas binarios que conocemos?


Distancias ($ a $) entre estrellas binarias varían enormemente, desde el orden del radio de las estrellas, ¡hasta más de un año luz! El gráfico a continuación (desde aquí) muestra una compilación de varias encuestas, con el color que indica el método por el cual se han detectado.

Las separaciones se distribuyen aproximadamente normalmente en $ log a $, alcanzando un máximo en una separación típica de decenas de AU. Los períodos correspondientes tienen valores medios de unos pocos cientos de años (p. Ej., Raghavan et al. 2010; Duquennoy & Mayor 1991).

Como comenta Oddthinking, si las estrellas están demasiado cerca ya no podemos resolverlas visualmente (barras verdes). Pero todavía podemos detectarlos. espectroscópicamente (barras amarillas): si observamos las líneas espectrales combinadas de dos estrellas, vemos que las líneas se mueven hacia adelante y hacia atrás cuando las dos estrellas se orbitan entre sí y su luz se desplaza Doppler.

Por otro lado, si las estrellas están demasiado lejos unas de otras, sus períodos orbitales de varios miles de años hacen que sea poco práctico observarlas orbitar entre sí (solo hemos observado estrellas dobles durante unos 200 años); en cambio, se detectan porque simplemente siguen el mismo camino a través del espacio, es decir, tienen un movimiento propio común (barras azules).


Como comentó PM2Ring, el hecho de que los dos $ x $ Los ejes sugieren que una correspondencia 1: 1 entre el radio orbital y el período parece extraña; según la ley de Kepler, esto también depende de la masa. Mi conjetura aleatoria es que, debido a que las estrellas de baja masa (que son las más abundantes) están mal restringidas (difíciles de observar) y las estrellas de gran masa son raras, la mayoría de las binarias observadas son de la Orden de una masa solar. Si no están demasiado lejos el uno del otro en masa, entonces hay una correspondencia aproximada.


Sistema binario

A sistema binario es un sistema de dos cuerpos astronómicos que están lo suficientemente cerca como para que su atracción gravitacional los haga orbitar entre sí alrededor de un baricentro (ver también ejemplos animados). Las definiciones más restrictivas requieren que este centro de masa común no esté ubicado dentro del interior de ninguno de los objetos, para excluir los sistemas típicos planeta-satélite y los sistemas planetarios.

Los sistemas binarios más comunes son las estrellas binarias y los asteroides binarios, pero las enanas marrones, los planetas, las estrellas de neutrones, los agujeros negros y las galaxias también pueden formar binarios.

A sistema múltiple es como un sistema binario pero consta de tres o más objetos, como estrellas trinarias y asteroides trinarios.


Posibles planetas binarios del tamaño de la Tierra alrededor de estrellas distantes

Dos planetas del tamaño de la Tierra que orbitan entre sí podrían existir alrededor de estrellas distantes, dicen los investigadores.

El sistema solar tiene muchos ejemplos de lunas que orbitan planetas. Júpiter y Saturno poseen más de 60 satélites. Sin embargo, estas lunas suelen ser mucho más pequeñas que sus planetas: la Tierra es casi cuatro veces más ancha que su luna y más de 80 veces su masa.

Aún así, algunas lunas son tan grandes como planetas. Por ejemplo, Ganímedes, la luna más grande de Júpiter, es más grande que Mercurio y tres cuartas partes del diámetro de Marte. Además, las lunas a veces son casi tan grandes como sus mundos. La luna más grande de Plutón, Caronte, tiene aproximadamente la mitad del diámetro del propio planeta enano. Esto plantea la intrigante posibilidad de que planetas de igual tamaño puedan orbitarse entre sí. [Los planetas alienígenas más extraños]

Las estrellas binarias, o dos estrellas que orbitan entre sí, son muy comunes en toda la galaxia de la Vía Láctea. Incluso se sabe que algunos de estos sistemas de dos estrellas albergan exoplanetas, mundos con dos soles, como el planeta natal de Luke Skywalker, Tatooine, en "Star Wars". Los asteroides binarios también existen en el sistema solar. Sin embargo, los planetas binarios o dobles que involucran mundos del tamaño de la Tierra son actualmente solo ciencia ficción.

Una forma posible de que se formen planetas binarios es cuando dos mundos que orbitan alrededor de una estrella se acercan lo suficiente entre sí para interactuar gravitacionalmente. Para ver si estos sistemas son posibles, los investigadores simularon dos planetas rocosos del tamaño de la Tierra girando uno hacia el otro. Modelaron cada mundo como compuesto por 10,000 partículas y variaron la velocidad de los planetas y los ángulos de sus aproximaciones. Los científicos lograron simplificar sus modelos, de modo que cada simulación tomó tan solo un día para ejecutarse en lugar de hasta una semana como lo hicieron al comienzo de su trabajo.

Los científicos realizaron unas dos docenas de simulaciones. Sin embargo, estas simulaciones a menudo dieron como resultado que los planetas chocaran, por lo general se fusionaran o se acumularan en un planeta más grande y, a veces, dejaran un disco de escombros a partir del cual se podría formar una luna. Además, en algunas simulaciones, los planetas chocaron en forma de roce a altas velocidades, lo que resultó en interacciones de "golpe y fuga" en las que los mundos escapaban unos de otros.

Aún así, alrededor de un tercio de las simulaciones dieron como resultado la formación de planetas binarios. Estos involucraron colisiones de pastoreo relativamente lentas.

"Anteriormente, los únicos resultados esperados de los impactos de este tipo de cuerpos grandes eran el escape o la acumulación, es decir, o los dos cuerpos no permanecían juntos o se fusionaban en uno, ocasionalmente con un disco de escombros", coautor del estudio Keegan Ryan, un estudiante de pregrado en el Instituto de Tecnología de California en Pasadena, dijo a Space.com. "Nuestros hallazgos sugieren la posibilidad de otro resultado: planetas binarios. Los cuerpos permanecen casi intactos, pero terminan en una órbita unida entre sí".

Estos planetas binarios aparecerían extraordinariamente cerca unos de otros, separados por una distancia de aproximadamente la mitad del diámetro de cada uno de los mundos. Con el tiempo, la velocidad a la que giran ambos planetas se sincronizaría, y cada mundo solo volvería una cara hacia su compañero.

Dichos binarios pueden persistir durante miles de millones de años, dicen los investigadores, siempre que formen al menos media unidad astronómica o más lejos de sus estrellas madre, lo suficientemente lejos para que la atracción gravitacional de la estrella no interrumpa el sistema planetario binario. (Una unidad astronómica, o AU, es la distancia promedio entre el sol y la Tierra, alrededor de 93 millones de millas o 150 millones de kilómetros).

El objetivo del equipo de investigación desde aquí "es ejecutar más simulaciones, aumentar los parámetros de las simulaciones y trabajar para obtener una mejor imagen de la probabilidad de que se forme un planeta binario", dijo Ryan.

Ryan y sus colegas Miki Nakajima y David Stevenson detallaron sus hallazgos el 11 de noviembre en la reunión de la División de Ciencias Planetarias de la Sociedad Astronómica Estadounidense en Tucson, Arizona.


¿A qué distancia están las estrellas en un sistema binario? - Astronomía

Sandbox del universo

¿Cómo los estás diseñando? El sistema de física no ha cambiado desde la última actualización. Definitivamente hay algún problema con la forma en que coloca los objetos que están causando esto.

Un sistema binario no es quiso decir para albergar una gran cantidad de planetas en el mundo real. Cuantas más estrellas, menos planetas pueden alcanzar órbitas estables. Sin embargo, los problemas de inestabilidad solo comienzan una vez que agrega un tercer objeto al sistema binario. Dos estrellas deberían poder orbitar una alrededor de la otra sin demasiados problemas.

Por lo general, no hago sistemas de doble planeta, pero he podido crear uno que es bastante estable. Puede descargarlo aquí si lo desea. [www.dropbox.com]

Digo "bastante estable" por el hecho de que estos sistemas son, en general, bastante problemáticos. Un sistema de planetas binarios orbitando una sola estrella debería estar bien, pero es menos probable que los planetas binarios alrededor de una estrella binaria sean estables a largo plazo. Así que enhorabuena por poder fabricar estos sistemas y conservar su estabilidad. ¡Suelen ser todo un desafío!

Realmente no sé por qué de repente no funcionan para ti. Eche un vistazo a mi archivo de sistema e intente reproducir algo de esa naturaleza.

El procedimiento para hacer sistemas binarios-planetas-binarios-estelares es:
1. Coloque dos estrellas muy cerca una de la otra, movimiento de equilibrio binario y gt.
2. Coloque un planeta a una buena distancia de las dos estrellas. Estoy hablando de & gt1 AU.
3. Seleccione "Binario" de nuevo, pero esta vez no equilibre el movimiento. Coloque el segundo planeta de masa similar al primero a unos 100000 km del primer planeta.
4. Los dos planetas deberían comenzar a orbitar entre sí mientras orbitan las dos estrellas.


4 respuestas 4

No sé por qué Fabius Maximus piensa que las fuerzas de las mareas serían demasiado fuertes en un planeta doble o en una luna habitable de un planeta gigante gaseoso.

Parte uno de dos: Dos planetas habitables orbitando la misma estrella.

Pero si Fabius Maximus cree que ese es el caso, el siguiente paso lógico sería tener dos planetas habitables orbitando la misma estrella en diferentes órbitas, lo suficientemente cerca como para que ambos estén en la zona habitable de su estrella y tengan climas similares.

En las antiguas historias de ciencia ficción de la primera parte del siglo XX, era bastante común representar a Venus, la Tierra y Marte como planetas habitables dentro de la zona habitable del Sol.

Los astrónomos modernos todavía tienden a creer que es posible que más de un planeta orbite en la zona habitable de una estrella y, por lo tanto, tenga temperaturas adecuadas para la vida.

Por supuesto, de vez en cuando, un equipo diferente de científicos se unirá para calcular el borde interior, o el otro borde, o ambos, de la zona habitable del Sol. Por lo tanto, hay varias estimaciones diferentes del tamaño de la zona habitable del Sol.

Hay algunos cálculos muy diversos sobre el tamaño de la zona habitable del Sol.

Hart et al en 1979 hicieron la estimación más estrecha de la zona habitable del Sol, entre 0,95 AU y 1,01 AU. Esa estimación haría muy improbable que cualquier estrella pudiera tener dos planetas en su zona habitable.

Kasting et al en 1993 hicieron la estimación más utilizada de la zona habitable del Sol, con una zona conservadora entre 0,95 y 1,37 AU, y una zona optimista entre 0,84 y 1,67 AU. Sería mucho más probable tener dos planetas orbitando en la zona conservadora de Kasting que en la de Hart, y aún más probable para la optimista zona habitable de Kasting.

Otras estimaciones sitúan el borde interior de la zona habitable hasta 0,38 AU (Zsom et al, 2013) y el borde exterior hasta 10 AU (Pierrehumbert y Gaidos, 2011).

Los astrónomos han descubierto cientos de sistemas con más de un planeta, y esos sistemas varían ampliamente en sus características orbitales y otras.

Las órbitas de Kepler-70b & amp c están separadas solo por aproximadamente 0,0016 AU o 240.000 kilómetros, y es posible que haya un tercer planeta orbitando entre ellas.

Las órbitas de Kepler-36b & amp c están separadas por una distancia absoluta mayor pero una distancia relativa menor, con la órbita de Kepler-36c solo un 11 por ciento más ancha que la de Kepler-36b.

La estrella TRAPPIST-1 tiene cuatro planetas potencialmente habitables en su zona habitable, y orbitan muy cerca uno del otro.

Las órbitas del sistema planetario TRAPPIST-1 son muy planas y compactas. Los siete planetas de TRAPPIST-1 orbitan mucho más cerca de lo que Mercurio orbita al Sol. A excepción de b, orbitan más lejos que los satélites galileanos alrededor de Júpiter, [41] pero más cerca que la mayoría de las otras lunas de Júpiter. La distancia entre las órbitas de byc es solo 1,6 veces la distancia entre la Tierra y la Luna. Los planetas deberían aparecer de manera prominente en los cielos de los demás, en algunos casos apareciendo varias veces más grandes de lo que parece la Luna desde la Tierra. [40] Un año en el planeta más cercano pasa en solo 1,5 días terrestres, mientras que el año del séptimo planeta pasa en solo 18,8 días. [38] [35]

La órbita de TRAPPIST-1e es solo 1.050.000 kilómetros más ancha que la órbita de TRAPPIST-1d.

La órbita de TRAPPIST-1f es sólo 1.380.000 kilómetros más ancha que la órbita de TRAPPIST-1e.

La órbita de TRAPPIST-1g es solo 1.250.000 kilómetros más ancha que la órbita de TRAPPIST-1f.

La distancia promedio de la Tierra al Sol se define como 1 Unidad Astronómica, o AU.

Si haces que la estrella de tu sistema solar sea exactamente tan luminosa como el Sol, podrías poner uno de tus planetas habitables a una distancia de 0,96 AU y el otro a una distancia de 1,0656 o 1,070 AU. El planeta interior recibiría un poco más de calor de su estrella, y el otro planeta recibiría un poco menos de calor de su estrella que el que recibe la Tierra del Sol. Las órbitas de los dos planetas estarían separadas por unos 16,170,000 kilómetros.

Segunda parte de dos: Dos planetas habitables que orbitan dos estrellas diferentes en el sistema.

En un sistema estelar binario o doble, hay dos posibles tipos de órbitas para los planetas. Una es una órbita circumbinaria o de tipo P, donde un planeta orbita alrededor de ambas estrellas. La otra es una órbita de tipo S donde un planeta orbita alrededor de una de las dos estrellas.

Dado que las luminosidades, masas y órbitas de las dos estrellas en un binario pueden variar ampliamente, existen muchos sistemas binarios en los que un planeta no podría tener una órbita estable en la zona habitable de cualquiera de las estrellas o alrededor de ambas. Pero hay muchos otros sistemas binarios donde los planetas pueden tener órbitas estables, ya sea de tipo P o de tipo S, en una zona habitable.

El OP solicitó un sistema binario con dos planetas habitables en órbitas de tipo S, uno alrededor de cada estrella. Eso es ciertamente posible. Se ha calculado, por ejemplo, que los planetas podrían tener órbitas estables en órbitas de tipo S con las zonas habitables alrededor de Alpha Centauri A y Alpha Centauri B.

Según una lista, la distancia más cercana conocida entre estrellas con un planeta orbitando una de esas estrellas es de 12 a 17 AU, con un planeta orbitando alrededor de 0,7 AU.

En mi opinión, probablemente sería seguro que las dos estrellas en el sistema tuvieran un acercamiento más cercano de aproximadamente 10 a 20 AU, y cada una tuviera un planeta habitable orbitando alrededor de 1 AU, así como otros planetas en tipo S orbita alrededor de cualquiera de las estrellas y posiblemente de otros planetas no habitables en órbitas de tipo P a grandes distancias de las dos estrellas.

Y, por supuesto, hay varias discusiones científicas sobre qué separación de estrellas es mejor para órbitas planetarias estables a largo plazo.


2 respuestas 2

Escribí una respuesta aquí sobre cómo nacen las estrellas binarias. La parte relevante aquí es que hay varias teorías principales sobre cómo se forman las estrellas binarias:

  1. Capturar: En una interacción entre tres estrellas, dos se unen mientras que la tercera es expulsada. Es poco probable que este sea el mecanismo de formación principal para la mayoría de los sistemas binarios.
  2. Núcleos separados: Dos estrellas se formaron muy cerca una de la otra, lo suficientemente cerca como para comenzar a orbitar entre sí. También es muy poco probable que esto suceda.
  3. Fisión: Una protoestrella que colapsa de una nube de gas a una estrella normal se divide en dos después de que se forma cierta inestabilidad. El modelado hasta ahora descarta este mecanismo.
  4. Fragmentación: La fragmentación es hasta cierto punto como la fisión, excepto que implica que la nube de gas se divide antes de que se forme una protoestrella. Esto generalmente se considera la forma aceptada en que se forman la mayoría de los sistemas estelares binarios.

Dependiendo de qué hipótesis sea verdadera, los discos protoplanetarios circumbinarios deberían formarse en el mismo plano que las órbitas de las estrellas, lo que significa que la eclíptica haría emparejar (consulte estas notas para obtener más detalles). Puede haber alguna variación, tal vez menos de 10 grados, pero no mucha.

En el caso de planetas que orbitan solo uno de las estrellas, las cosas son diferentes. Hay muchos casos de desalineación de discos de una sola estrella en sistemas binarios jóvenes. Por ejemplo, Jensen y amp Akeson (2014) Observó el joven sistema HK Tauri y midió una desalineación de 60 a 68 grados entre los discos protoplanetarios alrededor de cada estrella, lo que significa que al menos uno gira bastante fuera del plano orbital de las estrellas.

Permítame abordar sus puntos específicos.

Creo que en algunos momentos, un sol es visible en el cielo (un eclipse de sol sobre sol).

Esto será posible, sí, pero tenga en cuenta que es posible que una estrella no cubra completamente a la otra, por lo que es casi seguro que podrá ver partes de ambas.

En otras ocasiones, podrían discernirse como dos cuerpos, y la distancia entre ellos (y la tasa de cambio) dependería de la rapidez con la que orbitan entre sí.

Curiosamente, podría haber dos puestas de sol (de nuevo, similar a la vista de Luke), y creo que si es así, tendría que ver con la distancia entre ellos. Creo que la rotación del planeta permite dos puestas de sol para dos soles que se encuentran en una eclíptica con un planeta. ¿Mi percepción del espacio está muy lejos, aquí?

Sí, esto también es posible. Para un planeta que orbita ambas estrellas, asumiendo una rotación similar a la de la Tierra, siempre habrá instantes en los que cada estrella se pone por separado, como se ve desde un cierto punto del planeta.

Los sistemas estelares se forman cuando una nube de polvo y gas interestelar colapsa por su propio peso. Ver inestabilidad de jeans. Cuando esto suceda, es casi seguro que la nube girará un poco. Esto significa que la nube tiene cierto momento angular. A medida que la nube se colapsa, comienza a girar cada vez más rápido para conservar su momento angular, lo que hace que la nube se aplana y se convierta en un disco. Y seguirá siendo un disco, incluso cuando el gas y el polvo se fusionen en planetas y una estrella, y el viento estelar de la estrella recién formada expulse el resto del gas y el polvo.

Algunos sistemas binarios * se forman exactamente de la misma manera, excepto que producen dos grupos de materia del tamaño de una estrella en lugar de solo uno. Si estos se forman juntos en el centro del disco protoestelar, el resultado es un sistema similar a Tatooine que bien podría tener planetas orbitando el centro de masa combinado de las estrellas. Si se forman muy lejos (unas pocas docenas de UA, quizás), entonces el resultado podría ser el otro tipo de sistema binario, con planetas orbitando cada estrella individualmente.

En cualquier caso, las estrellas y los planetas estarán todos en el mismo plano (es decir, el plano de la eclíptica), al menos al principio, ya que ahí es donde estaba toda la materia que los formó. Sin embargo, eso no quiere decir que ambas estrellas y todos los planetas siempre estarán en la eclíptica. Una llamada cercana con otra estrella u otro sistema estelar puede alterar las órbitas de los planetas o incluso las estrellas mismas. Sin embargo, tenga en cuenta que tales encuentros afectarán casi con certeza a los planetas en un sistema similar a Tatooine antes de que afecten a las estrellas. Entonces, un sistema similar a Tatooine con múltiples planetas donde las únicas cosas que orbitan en otro plano son las estrellas es muy poco probable.

* Los sistemas binarios también pueden formarse cuando un sistema de una sola estrella captura otra estrella de otro lugar, pero no obtendrás un sistema similar a Tatooine de esta manera sin destruir completamente los sistemas planetarios de ambas estrellas.


¿A qué distancia están las estrellas en un sistema binario? - Astronomía

En nuestro sistema solar, los planetas, cometas, asteroides y planetas enanos orbitan alrededor de una sola estrella, nuestro Sol. Pero imagina si pudiéramos presenciar dos soles en nuestro cielo. El telescopio espacial Spitzer de la NASA ha ayudado a los astrónomos a ver que los sistemas planetarios son al menos tan comunes alrededor de las estrellas dobles. Estas estrellas binarias constituyen más de la mitad de todas las estrellas que conocemos, y esta conclusión sugiere que los planetas pueden ser más comunes de lo que pensábamos anteriormente.

Los astrónomos sabían que los planetas podrían formarse en sistemas estelares binarios, donde las dos estrellas estaban muy separadas, alrededor de 1000 AU (recuerde que una Unidad Astronómica (AU) es igual a la distancia de la Tierra al Sol). Los planetas que hemos encontrado que existen en esta situación, suman alrededor de 50, y orbitan una de estas estrellas en el sistema.

Esta nueva información, sin embargo, se enfoca en estrellas binarias que están mucho más juntas, entre 0 y 500 AU. La pregunta que se hacían los astrónomos era si el hecho de que las dos estrellas estén tan juntas afecta el crecimiento de los planetas. Para buscar la respuesta a esta pregunta, los astrónomos tuvieron que desarrollar una nueva técnica para buscar planetas. Los astrónomos usan las cámaras infrarrojas del Telescopio Espacial Spitzer para buscar discos de escombros, no planetas, que son pedazos de roca sobrantes que no podrían formarse en planetas rocosos. Esto puede probar que la construcción de planetas se ha producido en el sistema estelar binario, con planetas orbitando una, o tal vez incluso dos, de las estrellas del sistema.

Cuando estos astrónomos estudiaron estrellas binarias entre 50 y 200 años luz de la Tierra, alrededor del 40 por ciento de ellas tenían discos. Este número es un poco más alto que el de las estrellas individuales. El número aumenta (alrededor del 60 por ciento) para las estrellas binarias que están más juntas. Estas estrellas están separadas por solo 0 a 3 AU. Sin embargo, las estrellas entre 3 y 50 UA no albergan tantos discos, lo que sugiere que las estrellas binarias tienen que estar muy alejadas o muy juntas para contener planetas.


¿Qué tan cerca deben estar las estrellas antes de que sean consideradas un sistema binario?

Quizás una mejor manera de preguntar sería ¿cuánto pueden separarse antes de que su gravedad ya no se afecte entre sí?

Apuesto a que estos valores difieren según las masas y todo, pero ¿hay un promedio aproximado?

La gravedad disminuye con la fuerza como una ley del cuadrado inverso. Nunca llega a cero, aunque sí se acerca. Dicho de otra manera, nunca estará completamente fuera del campo gravitacional de sus vecinos.

Pero si dos compañeros de baile están demasiado lejos el uno del otro o se mueven demasiado rápido entre sí, pasarán en trayectorias hiperbólicas hacia el infinito y nunca volverán a acercarse. Necesita que dos objetos estén bastante cerca y se muevan a velocidades relativamente bajas para que haya una opción para una órbita estable. El borde de la distancia donde las órbitas comienzan a ser posibles se llama esfera Hill.

El tamaño de la esfera de Hill depende de la masa de ambos objetos, pero básicamente es colosalmente enorme para las estrellas. Pueden estar separados por miles de AU y aún en órbita.

¿Significa eso que cada instancia de masa está interactuando con todas las demás instancias de masa en el universo solo en una escala infinitesimalmente pequeña?

no hay límite para la extensión de la fuerza gravitacional, solo cambia su fuerza.

si su sistema estaba compuesto solo por esas 2 estrellas y nada más, entonces no hay límite para la distancia que pueden estar y aún orbitar entre sí.

una vez que introduce otros objetos, entonces el límite sería hasta que otro objeto tenga una atracción gravitacional mayor que la que tienen los dos originales entre sí.

Un sistema estelar binario estable requeriría que la estrella más pequeña esté dentro de la esfera Hill de las más grandes. La esfera de Hill es la distancia dentro de donde existen órbitas estables. Si imagina una estrella aislada en un universo vacío, se podría formar una órbita estable a cualquier distancia, ya que no habría nada más que perturbara el cuerpo en órbita, por lo que la esfera de Hill debe medirse en relación con otra cosa.
La esfera de Hill se puede aproximar como

r * (m / 3M) 1/3 donde r es la distancia entre las dos masas y M es la masa del cuerpo más masivo ym es la masa del cuerpo menos masivo.

Las masas importantes que tenemos que tener en cuenta a la hora de calcular la esfera Hill son las estrellas cercanas y la propia Galaxia. Entonces, para nuestro Sol, tenemos que considerar el sistema Proxima Centauri que está a 4.37 my tiene una masa combinada de aproximadamente 2 masas solares. Conectar esto a nuestra fórmula nos da:
4.37 ly * (1 / (3 * 2)) 1/3 ≈ 1.667 ly.
La Vía Láctea tiene una masa de aproximadamente 6 * 10 11 masas solares y la distancia a su centro es de aproximadamente 8 kpc. Conectar esto a nuestra fórmula nos da:
8 kpc * (1 / (3 * 6 * 10 11)) 1/3 ≈ 0.6577 kpc ≈ 2.145 ly.

A partir de esto, podemos concluir que las estrellas vecinas son el mayor problema y que la esfera de Suns Hill tiene un radio de aproximadamente 1.667 años luz, por lo que si el Sol formara un sistema binario estable con una estrella pequeña, esa estrella tendría que estar dentro de aproximadamente uno y medio. a medio año luz del sol.


Estrella binaria

El movimiento orbital en binarios espectroscópicos se revela por variaciones en la velocidad radial. La mayoría de los binarios espectroscópicos son cerrar binarios, en el que los componentes están demasiado juntos para verse por separado. Las estrellas en un binario cercano a menudo se distorsionan en formas no esféricas por las fuerzas de marea mutuas. Si las dos estrellas están físicamente separadas, es una separado sistema binario en un Semi separado el gas del sistema se extrae de una estrella a la otra un contacto binario consta de dos estrellas que comparten gas. En los dos últimos casos, el flujo de gas de una estrella a la otra (ver transferencia de masa de superficies equipotenciales) altera profundamente la evolución de las estrellas (ver W Ursae Majoris stars W Serpentis star Algol variables). Cuando una estrella es una enana blanca compacta o una estrella de neutrones, el gas que cae alimenta los estallidos de novas y los sistemas binarios de rayos X.

Los planos orbitales de los binarios están orientados aleatoriamente y solo una minoría de sistemas son binarios eclipsantes, la mayoría de los cuales también son binarios espectroscópicos. Ver también estrella de envolvente común variable cataclísmica RS Canum Venaticorum estrella simbiótica estrella.


Las estrellas binarias nos rodean, un nuevo mapa de vecindarios solares muestra

Los últimos datos de estrellas del observatorio espacial Gaia han permitido por primera vez a los astrónomos generar un atlas 3D masivo de estrellas binarias muy separadas dentro de unos 3.000 años luz de la Tierra, 1,3 millones de ellas.

El atlas único en su tipo, creado por Kareem El-Badry, un Ph.D. en astrofísica. estudiante de la Universidad de California, Berkeley, debería ser una bendición para quienes estudian las estrellas binarias, que constituyen al menos la mitad de todas las estrellas similares al sol, y las enanas blancas, los exoplanetas y la evolución estelar, en general. Antes de Gaia, la última compilación de estrellas binarias cercanas, reunida con datos del ahora desaparecido satélite Hipparcos, incluía alrededor de 200 pares probables.

"Esto es solo un aumento masivo en el tamaño de la muestra", dijo El-Badry. "Y es un aumento en los tipos de fases evolutivas en las que encontramos los binarios. En nuestra muestra, solo tenemos 17.000 enanas blancas. Este es un censo mucho más grande".

Las enanas blancas son las etapas finales de la mayoría de las estrellas, el sol probablemente terminará como una enana blanca compacta en 5 mil millones de años. El atlas de El-Badry incluye 1.400 sistemas que constan de dos enanas blancas y 16.000 binarios que constan de una enana blanca y otro tipo de estrella.

Sin embargo, la gran mayoría de los 2,6 millones de estrellas individuales todavía están en la flor de la vida. Los astrónomos se refieren a ellas como estrellas de secuencia principal, porque se agrupan a lo largo de una línea cuando se trazan en un gráfico que muestra la temperatura frente al brillo.

Con un tamaño de muestra tan grande, dijo El-Badry, es posible hacer la demografía de la población de estos gemelos estelares, haciendo preguntas como: ¿Cuál es la distribución de las proporciones de masa de las dos estrellas en todos estos sistemas binarios? ¿Cómo se distribuyen sus separaciones o excentricidades?

El-Badry planea centrarse en el futuro en las binarias de las enanas blancas, porque a las enanas blancas se les puede asignar una edad con mayor precisión de lo que es posible con las estrellas regulares. Las estrellas de la secuencia principal, como el sol, pueden verse iguales durante miles de millones, o incluso decenas de miles de millones, de años, mientras que las enanas blancas cambian; por un lado, se enfrían a un ritmo bien definido. Y dado que los pares binarios nacen al mismo tiempo, la edad de la enana blanca les dice a los astrónomos la edad de su gemelo de secuencia principal, o de cualquier planeta alrededor de las estrellas.

"Para una enana blanca, en general, es fácil saber cuántos años tiene, no solo cuántos años tiene desde que se convirtió en enana blanca, sino cuál es su edad total", dijo. "También puede medir sus masas, porque las enanas blancas tienen una relación masa-radio bien conocida".

Como ejemplo, El-Badry y sus colegas utilizaron recientemente los datos de Gaia para estimar la edad de un gigante gaseoso del tamaño de Júpiter descubierto por el satélite TESS alrededor de un par de enanas blancas-K. Ese exoplaneta, TOI-1259Ab, resultó tener unos 4 mil millones de años, según la edad de la enana blanca.

"En este catálogo, hay algo así como 15 sistemas como este: estrella más planeta más enana blanca", dijo, "y hay otros pocos cientos que son estrella más planeta más otra estrella. Esos también son potencialmente interesantes porque, en algunos casos, la otra estrella hará algo dinámicamente al planeta ".

El nuevo catálogo de estrellas binarias cercanas ha sido aceptado para su publicación en la revista. Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.

El-Badry también colaboró ​​con Jackie Faherity, una científica y educadora del Museo Estadounidense de Historia Natural en la ciudad de Nueva York, para crear un video de todos los millones de estrellas binarias alrededor de la Tierra, lo que representa una buena parte de la totalidad de Milky. Way Galaxy.

Estrellas binarias

Hasta que la Agencia Espacial Europea lanzó Gaia en 2013 para medir con precisión las distancias y los movimientos de millones de estrellas cercanas, la única forma de encontrar binarias era buscar estrellas juntas en el cielo. Esto puede ser complicado, porque las estrellas que se ven muy cerca de la Tierra podrían estar a cientos o miles de años luz entre sí, simplemente ubicadas a lo largo de la misma línea de sitio.

Descartar una alineación aleatoria requiere mucho tiempo de observación para confirmar que los dos candidatos están realmente a la misma distancia y se mueven juntos. Debido al movimiento de la Tierra alrededor del Sol, las estrellas cercanas parecen cambiar de posición en el cielo, y ese paralaje se puede usar para calcular qué tan lejos están. El movimiento de la estrella a través del cielo, conocido como movimiento propio, ayuda a determinar su velocidad.

Gaia realiza esta tediosa astrometría de forma continua para todas las estrellas cercanas en el cielo, 24 horas al día, 7 días a la semana, desde su órbita en el punto Lagrange Tierra-Sol. Sin embargo, el estudio del telescopio espacial es más útil para las estrellas que se encuentran dentro de unos 3.000 años luz de la Tierra, porque más allá de eso, el paralaje suele ser demasiado pequeño para medirlo.

El-Badry buscó por primera vez estrellas binarias en los datos de Gaia después del segundo lanzamiento de mediciones de estrellas de la misión en 2018, con la ayuda de sus colegas Hans-Walter Rix, director del Instituto Max-Planck de Astronomía en Heidelberg, Alemania, y Tyler Heintz. estudiante de posgrado en la Universidad de Boston. Desarrollaron técnicas computacionales para identificar estrellas que se mueven juntas a través del espacio y a la misma distancia de la Tierra. Básicamente, la técnica proyecta el movimiento de cada estrella a lo largo de miles de años, basándose en su movimiento actual actual, y extrae las estrellas que se mueven en la misma dirección. Si también resultan estar a la misma distancia según el paralaje, probablemente estén unidos entre sí, dijo.

Él y sus colegas se enfocan principalmente en binarios anchos, aquellos separados por una distancia de 10 AU (unidades astronómicas) o más, es decir, 10 o más veces la distancia entre la Tierra y el sol (93 millones de millas). Las estrellas más cercanas que eso suelen aparecer como un punto de luz y requieren otras técnicas espectroscópicas para distinguir si son verdaderas binarias.

Para conocer por primera vez los últimos datos de Gaia, El-Badry se levantó a las 3 a.m.en la fecha de lanzamiento, el 3 de diciembre del año pasado, y se unió a otros 100 astrónomos de todo el mundo en Zoom. Rápidamente ejecutó consultas preprogramadas sobre los datos para extraer la información del catálogo que necesitaba para crear el mapa 3D.

Las consultas iniciales arrojaron unos 1.8 millones de candidatos binarios del catálogo de 1.800 millones de estrellas de Gaia, por lo que El-Badry primero tuvo que evaluar la probabilidad de que algunos de los pares estuvieran a la misma distancia y se movieran en direcciones similares solo por casualidad, no porque fueran emparejado. Él estima que casi 1,3 millones de pares tenían al menos un 90% de posibilidades de estar ligados, y 1,1 millones tenían un 99% de posibilidades.

"About half of all sun-like stars are binaries, many of them too close to distinguish, but we find something like 25% of all sun-like stars have a binary companion at separations of more than 30 AU, about the distance to Pluto," he said. "The distribution peaks at a separation of 30 or 50 AU."

Some pairs are separated by as much as a parsec -- 260,000 AU, or 3.26 light years -- though most are within 1,000 AU of one another.

One takeaway, he said, is that the new analysis confirms something hinted at in the 2018 data: Many binary star pairs are very similar in mass.

"One thing we already found that is cool -- we discovered this with Gaia DR2, but now we can study it better with this sample -- is that binaries like to be identical twins," he said. "That is really weird, because most of these are separated by hundreds or thousands of AU, so they are so far apart that, by conventional star formation theories, their masses should be random. But the data tells a different story: They know something about their companions' masses."

The implication, he said, is that they formed much closer together in a process that tended to equalize their masses and then migrated apart, perhaps because of interactions with other nearby stars.

The compilation of binary stars also allowed El-Badry to check the reported uncertainties in Gaia's measurements of stellar positions, which can assist other researchers who use the data.