雙星系統

雙星系統是指由兩顆恆星組成，相對於其他恆星來說，位置看起來非常靠近的天體系統，聯星是指兩顆恆星各自在軌道上環繞著共同質量中心的恆星系統。雙星可以當成聯星的同義詞，但一般而言，雙星可以是聯星，也可以是沒有物理關聯性，只是從地球觀察是在一起的光學雙星。

雙星系統是天體物理學中一個重要研究課題，對於研究不同天體間的關係問題具有重要意義。

基本介紹

• 中文名：雙星系統
• 外文名：binary stars, binary system
• 學科：天文學
• 組成：兩顆恆星

發現歷史

1650年，Giovanni Battista Riccioli在大北斗（大熊座）發現雙星系統。

1685年，在南天的南十字座，豐特奈神父發現了明亮的十字架二雙星系統。

1767年，約翰·米契爾最早提出雙星可能彼此間有著物理上的關聯性，他認為雙星都是由彼此對齊而形成的可能性太小。

1779年，威廉·赫歇爾開始觀測雙星系統，不久就發表了含700對雙星的目錄。

1802年，科學家威廉·赫歇爾首次提出了“雙星”這個名詞。

1827年，第一個雙星系統的完整軌道大熊座Xi，由Félix Savary計算完成。

1844年，德國天文學家貝塞爾根據它的移動路徑出現的波浪圖形推斷天狼星是一顆雙星，因為該星在附近空間中沿一條呈波形的軌跡運動。天狼星及其伴星都在偏心率頗大的軌道上互相繞轉，繞轉的周期是49.9年，平均距離約為日地距離的20倍。儘管亮星光芒四射，用大望遠鏡還是不難看到那顆7等的伴星。伴星的質量與太陽差不多，它的半徑卻只有太陽的1/50，密度則比太陽大得多，平均密度為30㎏/立方厘米,是第一顆被發現的白矮星。

2015年03月09日，天文學家發現系外行星繞奇特“四體”恆星運行。

分類介紹

物理雙星

雙星有多種。一顆恆星圍繞另外一顆恆星運動，並且互相有引力作用，稱為物理雙星；一般所說的雙星，沒有特別指明的話，都是指物理雙星。

光學雙星

兩顆恆星看起來靠的很近，但是實際距離卻非常遠，這稱為光學雙星。

目視雙星

根據觀測方式不同，通過天文望遠鏡可以觀測到的雙星稱為目視雙星；

分光雙星

只有通過分析光譜變化才能辨別的雙星稱為分光雙星。

食雙星

有的雙星在相互繞轉時，會發生類似日食的現象，從而使這類雙星的亮度周期性地變化。這樣的雙星稱為食雙星或食變星。食雙星一般都是分光雙星。

密近雙星

還有的雙星，不但相互之間距離很近，而且有物質從一顆子星流向另一顆子星，這樣的雙星稱為密近雙星。

X射線雙星

有的密近雙星，物質流動時會發出X射線，稱為X射線雙星。

物理特點

在銀河系中，雙星的數量非常多，估計不少於單星。研究雙星，不但對於了解恆星形成和演化過程的多樣性有重要的意義，而且對於了解銀河系的形成和演化，也是一個不可缺少的方面。

其中一個的萬有引力由另一個星體提供，反之相同。它們的向心加速度之比為他們質量的反比。

注意：行星圍繞恆星做勻速圓周運動，或者衛星繞行星做圓周運動時，萬有引力作用的距離，剛好是行星(或衛星)圓周運動的軌道半徑，但是在雙星系統中的引力作用的距離與雙星運動的軌道半徑是不同的，雙星系統中兩星做圓周運動時的角速度和周期是一定相同的。它們的線速度之比與其各自運行的軌道半徑之比相同。

形成理論

重力形成理論

雖然這種可能性相當低，但經由重力捕獲將兩顆恆星結合在一起創造出雙星系統，並不是不可能的。在這個過程中，需要三個天體，依據能量守恆律需要一個物天體帶走被捕獲天體的能量。但雙星系統數量眾多，這不可能是形成雙星系統的主要程式。

雙星系統

擾動形成理論

三顆恆星位置接近，在三者相互擾動之下，系統終會將三顆恆星中的一顆拋出，並且假設在沒有明顯的進一步擾動下，留下來的兩顆星會形成穩定的雙星系統。

質量傳輸和吸積理論

當一顆主序星在演化的過程中尺寸增加時，或許會超出它的洛希瓣，意味著有些物質可能會進入伴星的重力牽引大於它本身引力的區域。這樣的結果是質量從一顆恆星由所謂的洛希瓣溢流，經由吸積盤的吸收或直接的撞擊，而傳輸至另一顆恆星（伴星），形成雙星系統。

軌道周期

雙星系統中恆星的軌道周期可以短於一小時（如獵犬座AM），或是數天（天琴座β型變星），但是也有長達數十萬年的（環繞著南門二 (半人馬座αAB）的比鄰星)。T=2πL根號（R/Gm）、T=2πL根號（r/GM）,T=2π根號（L^3/G（M+m））

科學研究

2012年8月28日，美國一個天文學研究團隊發布最新研究成果，他們利用“克卜勒”太空望遠鏡首次觀測到一個雙星系統中兩個行星圍繞一對恆星運轉。此前的天文學研究已證實，宇宙中的恆星多數不會像太陽一樣“孤獨地”運轉，而往往會伴隨另一顆恆星，並且兩者相互環繞運轉。天文學家已在這些雙星系統中發現圍繞它們公轉的行星，但數量都沒有超過一個。

雙星系統

據領導這項研究的美國州立聖迭戈大學天文學家傑羅姆·歐羅斯介紹，新發現的雙星系統被命名為“克卜勒－47”，這一系統中的其中一個恆星具有類似太陽的體積，另一個的體積僅有它的三分之一。兩個行星的大小則與海王星相近，它們在相當近的軌道上圍繞雙星公轉。

更重要的是，在最外圍軌道運轉的那顆行星，恰恰處在天文學家稱為“宜居地帶”的位置上，其進一步的研究有可能發現類似地球的宜居行星。

法國科學家發現有兩個太陽的天體

2013年4月1日息，據國外媒體報導，法國科學家認為他們已經在特別遙遠的一個星系裡，捕捉到一顆天體2MASS0103(AB)b圍繞兩個太陽運行的第一張圖，由法國格勒諾布爾約瑟夫傅立葉大學的菲利普-達拉姆及其同事在2012年11月拍攝到。他們查閱望遠鏡的檔案數據後發現，這個巨大天體在2002年到2012年間運行了相當遠的一段距離。

他們認為，這顆星球的運行軌道距離雙子星大約有125億公里。它距離它的主星非常近，很有可能正是雙子星周圍的塵埃盤形成了該天體，很多行星都是這么誕生的。但是2MASS0103(AB)b的質量是木星的12到14倍，位於行星和降級恆星褐矮星之間的分界線上。

有四個太陽的行星被證實

2011年10月17日，英國科學家確認了一顆與4顆恆星相伴的行星，這意味著該行星的天空上有“四個太陽”，這是天文界首次發現此類天體系統。這顆行星位於天鵝座，距地球約3200光年，大約是地球大小的6.2倍。

研究人員發現，這顆被稱作PH1的行星繞著一個雙星系統旋轉，而同時還有另一個雙星系統繞著前一個雙星系統轉動，這意味著同時有4顆恆星照亮它的天空。但這樣的系統也讓天文學家困惑，不明白這顆行星如何能在4顆恆星的引力下穩定存在而沒有被“撕碎”。

雙星系統是兩顆恆星互繞旋轉的系統，這種系統並不罕見，但擁有行星的雙星系統並不多。在數以千計的已知行星中，此前只發現有6顆行星是繞雙星系統旋轉的。而本次發現的行星PH1是第一顆同時還伴有另一個雙星系統的行星。

兩個太陽

2013年4月1日，國外科學家認為，他們已經在特別遙遠的一個星系裡，捕捉到一顆行星圍繞兩個太陽運行的第一張圖。

智利歐洲南方天文台的望遠鏡拍到的這張圖片顯示，一顆巨大的天體圍繞一對雙子星運行。然而，它的體積非常大，研究人員無法確定它是一顆降級恆星，還是一顆特別龐大的行星。他們表示，確定它的身份將有助於人們更好地了解恆星和行星是如何形成的。