Küsige Jyotiradityalt: - Binaarsed tähed

Astronoomias on binaarsüsteem selline, mis koosneb kahest tähest, mis on gravitatsiooniliselt seotud. Kaks tähte täidavad Kepleri liikumisseadusi ja tiirlevad nende ühist massikeskust elliptilise või ringikujulise orbiidil. Mõne relativistliku süsteemi, näiteks binaarsete pulsside, käitumine on seletatav ainult Einsteini relatiivsusteooria üldteooria abil.

Astronoomi tähelepanekud kahekomponentide kohta on olnud tähtede masside mõistmisel kesksel kohal. Enam kui neli viiendikku öösel taevas täheldatud üksikutest valguspunktidest on tegelikult kaks või enam tähte, mis tiirlevad koos. Mitmetähelistest süsteemidest on kõige tavalisemad binaarsed tähed, ainult kahe tähe süsteemid koos. Neid paare on mitmesuguses koosseisus, mis aitab teadlastel tähti klassifitseerida ja millel võib olla mõju elu arengule. Mõned inimesed arvavad isegi, et päike on osa binaarsüsteemist.

Tüübid

Binaarsed tähed on kaks tähte, mis tiirlevad ühises massikeskmes. Heledam täht klassifitseeritakse ametlikult esmaseks täheks, samal ajal kui nende kahe hämarus on sekundaarne (klassifitseeritakse vastavalt A ja B). Kui tähed on võrdse heledusega, peetakse kinni avastaja antud tähistusest.

Binaarpaare saab klassifitseerida nende orbiidi järgi.

Lai kahendkoodid on tähed, mille orbiidid hoiavad neid üksteisest laiali. Need tähed arenevad eraldi, kaaslastest mõjutavad nad väga vähe. Võimalik, et nad sisaldasid kunagi kolmandat tähte, mis alandas kaugemat kaaslast väljapoole, olles lõpuks ise välja visatud.

Lähedased kahendkoodid seevastu arenevad läheduses, võimaldades oma massi ühest teise üle kanda. Mõne lähedase kahendkoodide primaarid tarbivad materjali oma kaaslaselt, rakendades mõnikord piisavalt tugevat gravitatsioonijõudu, et väiksem täht täielikult sisse tõmmata. Paare saab klassifitseerida ka selle järgi, kuidas neid vaadeldakse - süsteem, millel on kattuvad kategooriad

Visuaalsed binaarfailid on kaks tähte, millel on piisavalt lai eraldusvõime, et mõlemat saab vaadata teleskoobi kaudu või isegi binokli abil. Viis kuni 10 protsenti nähtavatest tähtedest on visuaalsed kahendfailid.

Spektroskoopilised binaarfailid on lähedal isegi teleskoobi kaudu. Teadlased peavad mõõtma tähtede kiirgatava valguse lainepikkusi ja määrama nende mõõtmiste omaduste põhjal nende binaarse olemuse.

Varjutavad binaarfailid on kaks tähte, mille orbiidid on nurga all, nii et Maast liigub üks teise ees, põhjustades varjutuse. See funktsioon põhineb pigem vaateväljal kui ühelgi paarilisel eripäral.

Astromeetrilised kahekomponendid on tähed, mis näivad tantsivat tühja koha ümber; see tähendab, et nende kaaslasi pole võimalik tuvastada, vaid ainult järeldada. Selline kaaslane võib olla liiga hämar, et teda näha, või peidetud esmast tähe eest pimestamisse.

Topelttähtedeks nimetatud tähti on kaks, mis ilmuvad taevas visuaalselt lähestikku, kuid ei ole tingimata kosmoses üksteise lähedal.

Avastused ja evolutsioon

Esimesed binaarsed tähed olid visuaalsed binaarfailid. Aastal 1617 pööras Galileo Galilei kaasteadlase palvel oma teleskoobi Suure Täpi käepideme otsast teise tähe poole, avastades, et üks täht näib olevat kaks; lõpuks osutus see kuueks. Aastal 1802 kasutas Sir William Herschel, kes katalogiseeris umbes 700 tähte tähti, nende topelttähtede puhul esmalt mõistet “binaarne”.

Tähed rändavad ümber galaktika ja mõnikord hõivab massiivne täht mööduva, luues uue binaarpaari. Kuid see on harv sündmus. Tavaliselt lõheneb gaasi ja tolmu ümbris, mis kokku kukub, moodustades tähe, moodustades selle asemel kaks või enam tähte. Need tähed arenevad koos, ehkki mitte tingimata identselt.

Kuidas paar tähte areneb, sõltub nende kaugusest üksteisest. Lai kahendkoodid mõjutavad üksteist väga vähe ja seetõttu arenevad need sageli välja nagu üksikud tähed. Tihedad kahendkoodid mõjutavad aga üksteise evolutsiooni, massiülekanded muudavad tähtede koostist. Kui lähedases binaarses süsteemis asuv täht plahvatab supernoovas või heidab selle väliskihid ja moodustab pulsaari, siis kaaslane hävitatakse. Kui see ellu jääb, jätkab ta äsja moodustatud keha tiirlemist, edastades ehk suurema osa oma materjalist.

Binaarsed tähesüsteemid pakuvad teadlastele parimat tähte tähe massi määramiseks. Kui paar tõmbab üksteist, saavad astronoomid arvutada suuruse ja seejärel määrata sellised omadused nagu temperatuur ja raadius. Need tegurid aitavad universumi üksikuid peamisi järjestustähti iseloomustada.

Mitme süsteemi tähtedel võib olla otsene mõju elule. Mitmed tähed tiirlevad juba hulgaliselt planeete. Nende tähtede orbiit võib mõjutada elu arengut, mille sisenemiseks on vaja suhteliselt stabiilset süsteemi. Ehkki binaarsed ja mitmed süsteemid tunduvad alguses hirmutavad, arvestades, et üks või mitu tähte liiguvad pidevalt planeetide lähemale ja kaugemale ning muudavad suurust nende poolt saadava valguse, soojuse ja kiirguse eest võivad süsteemid, nagu laiad kahendkoodid või lähedased kahendkoodid, luua tingimused, kus elu võiks lõpuks areneda.

“Ehkki kahendsüsteemidel on kindlasti elamispiirkond, kus vedel vesi võib potentsiaalselt eksisteerida planeedi pinnal, võib elu olla keeruline jalanõude saamiseks. Kahe tähe korraga tiirlemine, nagu meie sõber Kepler-47c teeb, muudab elu väga elliptiliseks, viies aeg-ajalt planeedi tsoonist välja. Elu ei lähe liiga lahkelt selleks, et sageli külmetada, ”kirjutas ta.

“Kas te ainult ühe tähe ümber binaarses süsteemis tiirlete? Noh, mõnikord on teil taevas kaks tähte korraga, mis võib olla jama. Ja mõnikord on teil planeedi mõlemal küljel täht, mis rikub öö. Ja ärge unustage UV-kiirguse ja päikesekiirte topeltdoose. Sellise ebastabiilsuse, ebatäpsuse ja kiiritamise korral on raske ette kujutada, et keerukas elu areneb koos vajaliku regulaarsusega. "

Maale lähim tähesüsteem - Alpha Centauri - sisaldab binaarset tähtede paari Alpha Centauri A ja Alpha Centauri B. Kolmas täht, Proxima Centauri, asub umbes viiendiku valgusaasta kaugusel (umbes 13 000 päikese-maa vahemaad) ; mõned astronoomid vaidlevad selle üle, kas Proxima Centaurit tuleks pidada sama süsteemi osaks.) Kuigi Alpha Centauri binaarses täheosas ei ole asustatavas piirkonnas ühtegi tähte leitud, kuulutati Proxima Centauri b planeet 2016. aastal asustatavas piirkonnas selle täht. Teadlased on aga erimeelsuses, kas punase kääbustähe nagu Proxima Centauri puhul on piisavalt stabiilne “kosmose ilm”, et vältida kiirgust või kuumahooge, mis vähendavad eluvõimalusi lähedalasuval planeedil.

Kas päike on binaarne täht?

1980ndatel leidsid teadlased Maa ajaloos aset leidnud perioodiliste massiliste väljasuremiste põhjustajana Päikesesüsteemis teise tähe - kas pruuni kääbuse, tuhmi punase kääbuse või valge kääbuse - Nemesise olemasolu, mille kohta mõned paleontoloogid arvavad olevat toimus 26 miljoni aasta jooksul, ehkki tsüklilisuse üle on vaieldud.

2010. aastal alustas NASA laiuvälja infrapunauuringute uurija (WISE) pruunide kääbuste otsimist, ehkki ta ei otsi päikesesüsteemis konkreetselt üht. Kuid kui kaaslane on olemas, peaks WISE selle üles seadma. Ei WISE ega kahes mikromõõtmetes kogu taeva uuring pole kaaslase märke üles näidanud ja NASA saates “Küsige astrobioloogilt” ütles astrobioloogia vanemteadur David Morrison, et selline objekt oleks nende tundlike teleskoopide abil selgelt tuvastatud.

2017. aastal näitas uuring, et peaaegu igal tähel, nagu päike, oli sündides kaaslane. Uuringus New Mexico väga suure massiivi ja Hawaiil asuva James Clerk Maxwelli teleskoobi abil uuriti kümneid süsteeme ja leiti, et noorematel oli üldiselt lai eraldus ja vanematel kitsas eraldusvõime.

Modelleerimine nägi ette, et enamik tähti moodustub nende vahelise kaugusega ja liiguvad siis üksteisele lähemale või triivivad laiali, purustades gravitatsioonilisi sidemeid. Päikese puhul on endiselt ebaselge, kas Nemesis oli olemas. Kui see oleks olnud, kolis päikesepoeg tõenäoliselt miljardeid aastaid tagasi.

Mõned teadlased väidavad, et Nemesise kohta on tõendeid. Nende viidatud tõendusmaterjal hõlmab kääbusplaneedi Sedna kaugemat orbiiti, Kuiperi vöö (meie päikesesüsteemi prügiketas) täpselt määratletud serva ja objektide orbiite Oorti pilves (jäised kivid jäävad Pluuto orbiidist kaugemale).

Eraldi on uurimisrühmad, kes jälitavad väidetavalt jääga hiigelplaneedi „Planeet üheksa”, mis asub meie päikesesüsteemi servas. Konstantin Batygin ja Mike Brown (mõlemad California Tehnoloogiainstituudi teadlased) väitsid 2016. aastal, et üheksa planeeti võib muuta Kuiperi vööndis asuvate objektide orbiite.

Jyotiraditya