恆星系統

恆星系統或恆星系是少數幾顆恆星在互繞的軌道上^[1]受到引力吸引的約束。受引力約束的一大群恆星通常稱為星團或星系，然而廣義上講，它們也是恆星系統。不要將恆星系統與行星系統相混淆，後者包括行星和類似的天體（如彗星）。

聯星系統[编辑]

由兩顆恆星組成的恆星系統被稱為“聯星”，“聯星系統”或“物理雙星”。如果沒有潮汐效應，沒有來自其它力的擾動，也沒有從一顆恆星到另一顆恆星的質量轉移，這樣的系統是穩定的，並且兩顆恆星都將無限期地以系統的質量中心為焦點，各自在橢圓軌道上運行^{[來源請求]} （參見二體問題）。聯星系統的例子有天狼星、南河三和天鹅座X-1，其中的最後一個可能是由恆星和黑洞組成。

聚星系統[编辑]

聚星或物理聚星是超過兩顆以上恆星組成的系統^[2]^[3]。聚星系統如果由三顆恆星組成，就稱為三合星、三重星或三元星；四顆星的系統稱為四重星或四合星；五顆星組成的稱為五重星；六顆星組成的稱為六重星；七顆星組成的稱為七重星，依此類推。這些系統都遠小於有100至1,000顆恆星，動力學系統更複雜的疏散星團^[4]。

動力學[编辑]

理論上，模擬一個聚星系統比模擬聯星系統更困難，當多體問題的動力系統介入時，可能呈現渾沌的行為。許多小集團的恆星被發現是不穩定的，一旦發生一顆星與另一顆星過度的接近，便會發生加速而會從系統中逃逸掉^[5]。如果這個系統出現埃文斯所謂的階式模型^[6]，還是有可能穩定。在階式模型系統內，恆星被分成兩個小集團，各自在較大的軌道上繞著共同的質心運轉；每個小集團也都是階式模型，意味著小集團又必需再分為更小的次集團，而且一直如此的細分下去。在這樣的情況下，各個恆星的運動將持續的以接近穩定的軌道，遵循克卜勒的軌道繞著系統的質量中心^[7]。不同於擁有數量龐大恆星，且動力學系統更為複雜的星系和星團。

藝術家绘制的HD 188753軌道想象图。这是一個三合星系統。

觀測[编辑]

許多已知的聚星系統都是三合星；更多星的聚星系統則隨著恆星數量的增加而呈指數性的減少^[8]。例如，在1999年修訂的Tokovinin目錄^[3]中列出的物理聚星，728個系統中有551個是三合星。但是因為選擇效應，我們在這些知識上的統計常是殘缺不全的^[9]^, §2.。

由於前面提到在動力學上的不穩定，三合星通常都是階式模型：它們包含兩顆靠近的聯星對和一顆距離較遠的伴星。有著更多恆星的聚星系統也都是階式模型。^[8]目前所知最多的是六重星系統，例如北河二（雙子座α），它是一對聯星以更遠的距離繞著另一對各自也是聯星的聯星系統。另一個六顆星的系統是ADS 9731，它由兩對三合星組成，每一對都是伴隨著一顆單獨恆星在軌道上運轉的光譜聯星。

例子[编辑]

聯星[编辑]

天狼星：包含一顆A-型主序星和白矮星的聯星。
御夫座ε：一組食雙星。

三合星[编辑]

北極星：北極星是一組三合星，主星是靠得很近的一對聯星—近得在2006年被哈伯太空望遠鏡拍到之前只能從對主星的重力拖曳上察覺到。
半人馬座α：是一組由兩顆黃矮星（半人馬座αA和半人馬座αB）組成的聯星為主的三合星，另一顆遠離的紅矮星就是比鄰星。A和B是物理聯星，在一個最近距離11天文單位，最遠距離36天文單位的離心軌道上互繞；比鄰星在非常遙遠的距離（～15,000天文單位）與A和B互繞著。但是這個距離相較於其他的恆星仍是非常的近，也仍然受到A和B的引力拘束著^[10]。
HD 188753是位於天鵝座，距離地球149光年遠的三合星系統。這個系統由黃矮星HD 188753 A、橙矮星HD 188753 B、和紅矮星HD 188753 C組成；B和C成一個集團以156天的週期互繞，A的軌道週期則為25.7年。

四合星[编辑]

HD 98800是位於長蛇座TW星協中的一個四重星系統。

五車二：由距離太陽系約42光年的一對紅矮星圍繞的一對巨星。它的視星等大約為 − 0.47，使五車二成為夜空中最亮的星星之一。
半人馬4^[11]
開陽：曾經是被發現的第一對聯星在1650年就被乔瓦尼·巴蒂斯塔·里乔利發現^[12]^{,p. 1}^[13]。但它在更早期就被貝內代托·卡斯泰利（英语：Benedetto Castelli）伽利略觀察到^{[來源請求]}。之後，光譜學揭露，開陽A和開陽B本身也都是聯星^[14]。
HD 98800
有行星PH1的克卜勒-64系統：2012年由行星獵人小組發現有行星（該小組是宇宙動物園（英语：Zooniverse）的一部分)。圍繞四顆恒星中的兩顆恒星運行，是第一顆已知有行星的四重星系統^[15]。）
KOI-2626是第一個擁有地球大小行星的四重星系統^[16]。
天廩三（金牛座ξ）：位於222光年外的是一顆光譜食四重星，由三顆藍白B型主序星和一顆F型星組成。其中兩顆恆星處於近距離軌道，每7.15天圍繞對方旋轉一圈，並以145天的周期圍繞第三顆恆星運行。第四顆恆星以大約50年的周期繞著這三顆恆恒星運行^[17]。

五重星[编辑]

六重星[编辑]

鳥喙四（杜鵑座β）^[20]
北河二（雙子座α）^[21]）
HD 139691（ADS 9731）^[22]
如果輔被認為是開陽的一部分，則該系統可以視為是六重星系統。

七重星[编辑]

八重星[编辑]

策^[25]。

註解[编辑]

參考資料[编辑]

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外部連結[编辑]

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單個試樣[编辑]

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