Fragen Sie Jyotiraditya: - Binäre Sterne

In der Astronomie besteht ein binäres System aus zwei Sternen, die durch Gravitation gebunden sind. Die beiden Sterne gehorchen Keplers Bewegungsgesetzen und umkreisen ihren gemeinsamen Schwerpunkt in elliptischen oder kreisförmigen Bahnen. Einige relativistische Systeme wie die binären Pulsare weisen ein Verhalten auf, das nur mit Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie erklärt werden kann.

Die Beobachtungen der Binärdateien durch den Astronomen waren ausschlaggebend für unser Verständnis der Massen der Sterne. Mehr als vier Fünftel der einzelnen Lichtpunkte, die wir am Nachthimmel beobachten, sind tatsächlich zwei oder mehr Sterne, die zusammen umkreisen. Das häufigste Mehrsternsystem sind Doppelsterne, Systeme mit nur zwei Sternen zusammen. Diese Paare kommen in einer Reihe von Konfigurationen vor, die Wissenschaftlern helfen, Sterne zu klassifizieren, und die Auswirkungen auf die Entwicklung des Lebens haben könnten. Einige Leute denken sogar, dass die Sonne Teil eines binären Systems ist.

Typen

Binäre Sterne sind zwei Sterne, die einen gemeinsamen Schwerpunkt umkreisen. Der hellere Stern wird offiziell als Primärstern klassifiziert, während der Dimmer der beiden der Sekundärstern ist (als A bzw. B klassifiziert). In Fällen, in denen die Sterne gleich hell sind, wird die vom Entdecker angegebene Bezeichnung eingehalten.

Binäre Paare können anhand ihrer Umlaufbahn klassifiziert werden.

Breite Binärdateien sind Sterne mit Umlaufbahnen, die sie voneinander trennen. Diese Sterne entwickeln sich getrennt und haben nur sehr geringen Einfluss auf ihre Gefährten. Möglicherweise enthielten sie einmal einen dritten Stern, der den entfernten Begleiter nach außen stiefelte, während er schließlich selbst ausgeworfen wurde.

Enge Binärdateien hingegen entwickeln sich in der Nähe und können ihre Masse von einem zum anderen übertragen. Die Primärfarben einiger enger Binärdateien verbrauchen das Material von ihrem Begleiter und üben manchmal eine Gravitationskraft aus, die stark genug ist, um den kleineren Stern vollständig einzuziehen. Die Paare können auch anhand ihrer Beobachtung klassifiziert werden, ein System mit überlappenden Kategorien

Visuelle Binärdateien sind zwei Sterne mit einem ausreichend großen Abstand, sodass beide durch ein Teleskop oder sogar mit einem Fernglas betrachtet werden können. Fünf bis 10 Prozent der sichtbaren Sterne sind visuelle Binärdateien.

Spektroskopische Binärdateien erscheinen auch bei Betrachtung durch ein Teleskop nahe. Wissenschaftler müssen die Wellenlängen des Lichts messen, das die Sterne emittieren, und ihre binäre Natur basierend auf den Merkmalen dieser Messungen bestimmen.

Finsternis-Binärdateien sind zwei Sterne, deren Umlaufbahnen in einem Winkel stehen, so dass von der Erde aus einer vor dem anderen vorbeizieht und eine Sonnenfinsternis verursacht. Diese Funktion basiert eher auf der Sichtlinie als auf einer bestimmten Funktion des Paares.

Astrometrische Binärdateien sind Sterne, die um einen leeren Raum zu tanzen scheinen. Das heißt, ihre Gefährten können nicht identifiziert, sondern nur abgeleitet werden. Ein solcher Begleiter ist möglicherweise zu dunkel, um gesehen zu werden, oder er kann im Schein des Primärsterns verborgen sein.

Als Doppelsterne bezeichnete Sterne sind zwei Sterne, die visuell nahe beieinander am Himmel erscheinen, sich jedoch im Raum nicht unbedingt in der Nähe befinden.

Entdeckung und Evolution

Die ersten Binärsterne waren visuelle Binärsterne. Auf Wunsch eines Kollegen drehte Galileo Galilei 1617 sein Teleskop vom Ende des Griffs des Großen Wagens zum zweiten Stern und entdeckte, dass ein Stern zwei zu sein schien. letztendlich stellte sich heraus, dass es sechs waren. 1802 verwendete Sir William Herschel, der etwa 700 Sternpaare katalogisierte, erstmals den Begriff „binär“ in Bezug auf diese Doppelsterne.

Sterne bewegen sich durch die Galaxie, und manchmal fängt ein massereicher Stern einen vorbeiziehenden ein und erzeugt ein neues binäres Paar. Dies ist jedoch ein seltenes Ereignis. Üblicherweise spaltet sich die Hülle aus Gas und Staub, die in sich zusammenfällt, um einen Stern zu bilden, und bildet stattdessen zwei oder mehr Sterne. Diese Sterne entwickeln sich zusammen, wenn auch nicht unbedingt identisch.

Wie sich ein Sternpaar entwickelt, hängt von seiner Entfernung voneinander ab. Breite Binärdateien haben nur sehr geringe Auswirkungen aufeinander und entwickeln sich daher häufig ähnlich wie einzelne Sterne. Enge Binärdateien wirken sich jedoch gegenseitig auf die Entwicklung aus, da Massentransfers die Zusammensetzung der Sterne verändern. Wenn ein Stern in einem engen binären System in einer Supernova explodiert oder seine äußeren Schichten abwirft und einen Pulsar bildet, wird der Begleiter häufig zerstört. Wenn es überlebt, umkreist es weiterhin den neu gebildeten Körper und gibt möglicherweise mehr von seinem Material weiter.

Binäre Sternensysteme bieten Wissenschaftlern die beste Möglichkeit, die Masse eines Sterns zu bestimmen. Während das Paar aneinander zieht, können Astronomen die Größe berechnen und von dort aus Eigenschaften wie Temperatur und Radius bestimmen. Diese Faktoren helfen bei der Charakterisierung einzelner Hauptreihensterne im Universum.

Sterne in mehreren Systemen können einen direkten Einfluss auf das Leben haben. Es wurde bereits eine Vielzahl von Planeten gefunden, die mehrere Sterne umkreisen. Die Umlaufbahn dieser Sterne kann die Entwicklung des Lebens beeinflussen, für dessen Entwicklung ein relativ stabiles System erforderlich ist. Obwohl binäre und mehrere Systeme zunächst entmutigend erscheinen, da sich ein oder mehrere Sterne ständig näher und weiter von den Planeten entfernen und die Menge ändern Von Licht, Wärme und Strahlung, die sie empfangen, könnten Systeme wie breite Binärdateien oder enge Binärdateien tatsächlich Bedingungen erzeugen, unter denen sich das Leben schließlich entwickeln könnte.

„Während binäre Systeme sicherlich eine bewohnbare Zone haben, in der möglicherweise flüssiges Wasser auf der Oberfläche eines Planeten vorhanden sein könnte, könnte es für das Leben schwierig sein, Fuß zu fassen. Das gleichzeitige Umkreisen von zwei Sternen, wie es unser Freund Kepler-47c tut, macht das Leben sehr elliptisch und bringt den Planeten gelegentlich aus der Zone. Das Leben braucht nicht allzu freundlich, um häufig zu frieren “, schrieb er.

„Nur einen Stern in einem binären System umkreisen? Nun, manchmal haben Sie zwei Sterne gleichzeitig am Himmel, was ein bisschen lecker sein kann. Und manchmal hast du einen Stern auf jedem Gesicht des Planeten, der die Nacht ruiniert. Und vergessen Sie nicht die doppelten Dosen von UV-Strahlung und Sonneneruptionen. Bei dieser Art von Instabilität, Erratismus und Bestrahlung ist es schwer vorstellbar, dass sich ein komplexes Leben mit der Art von Regelmäßigkeit entwickelt, die es braucht. “

Das der Erde am nächsten gelegene Sternensystem - Alpha Centauri - umfasst ein binäres Sternpaar, Alpha Centauri A und Alpha Centauri B. Der dritte Stern, Proxima Centauri, ist ungefähr ein Fünftel eines Lichtjahres entfernt (ungefähr 13.000 Entfernungen zwischen Sonne und Erde) ; Einige Astronomen diskutieren, ob Proxima Centauri als Teil desselben Systems betrachtet werden sollte.) Während im binären Sternteil von Alpha Centauri keine Sterne in der bewohnbaren Zone gefunden wurden, wurde der Planet Proxima Centauri b 2016 in der bewohnbaren Region von angekündigt sein Stern. Die Wissenschaftler sind sich jedoch uneinig, ob ein roter Zwergstern wie Proxima Centauri über ausreichend stabiles „Weltraumwetter“ verfügt, um Strahlung oder Hitzestöße zu verhindern, die die Chance auf Leben auf einem nahe gelegenen Planeten verringern.

Ist die Sonne ein Doppelstern?

In den 1980er Jahren schlugen Wissenschaftler die Anwesenheit von Nemesis vor, einem zweiten Stern - entweder einem Braunen Zwerg, einem dunkelroten Zwerg oder einem Weißen Zwerg - im Sonnensystem als Grund für das periodische Massensterben in der Erdgeschichte, das einige Paläontologen vermuten trat in 26-Millionen-Jahres-Zyklen auf, obwohl der zyklische Charakter diskutiert wird.

Im Jahr 2010 begann der WISE (Wide Field Infrared Survey Explorer) der NASA mit der Suche nach Braunen Zwergen, obwohl er nicht speziell nach einem im Sonnensystem sucht. Wenn es jedoch einen Begleiter gibt, sollte WISE ihn aufdrehen. Weder WISE noch die Zwei-Mikron-All-Sky-Vermessung haben Anzeichen eines Gefährten ergeben, und David Morrison, ein leitender Wissenschaftler der Astrobiologie, erklärte auf NASAs „Ask an Astrobiologist“, dass ein solches Objekt von diesen empfindlichen Teleskopen eindeutig erkannt worden wäre.

Im Jahr 2017 zeigte eine Studie, dass fast jeder Stern wie die Sonne wahrscheinlich einen Begleiter hatte, als sie geboren wurden. Eine Umfrage unter Verwendung des Very Large Array in New Mexico und des James Clerk Maxwell Telescope in Hawaii untersuchte Dutzende von Systemen und ergab, dass die jüngeren im Allgemeinen einen weiten und die älteren einen engen Abstand hatten.

Die Modellierung deutete darauf hin, dass sich die meisten Sterne mit einem Abstand zwischen ihnen bilden und dann entweder näher zusammenrücken oder auseinander driften und Gravitationsbindungen aufbrechen würden. Im Falle der Sonne ist immer noch unklar, ob es Nemesis gab. Wenn ja, wäre das Geschwister der Sonne wahrscheinlich vor Milliarden von Jahren weggezogen.

Einige Wissenschaftler schlagen vor, dass es Beweise für eine Nemesis gibt. Zu den von ihnen angeführten Beweisen zählen die entfernte Umlaufbahn des Zwergplaneten Sedna, der genau definierte Rand des Kuipergürtels (eine Trümmerscheibe in unserem Sonnensystem) und die Umlaufbahnen von Objekten in der Oort-Wolke (eisige Felsen jenseits von Plutos Umlaufbahn).

Unabhängig davon gibt es Forschungsteams, die die Spur eines angeblichen Eisriesenplaneten „Planet Nine“ verfolgen, der sich am Rande unseres Sonnensystems befindet. Im Jahr 2016 gaben Konstantin Batygin und Mike Brown (beide Forscher am California Institute of Technology) an, dass Planet Nine möglicherweise die Umlaufbahnen von Objekten im Kuipergürtel verändert

Jyotiraditya