Gwiazdy podwójne: środek masy i ważenie odległych układów
W układzie dwóch porównywalnych gwiazd żadna nie musi pozostawać nieruchoma. Obie obiegają wspólny środek masy. Pomiar ich ruchu pozwala wyznaczać masy bez stawiania gwiazdy na wadze.
W tym materiale
W układzie dwóch porównywalnych gwiazd żadna nie musi pozostawać nieruchoma. Obie obiegają wspólny środek masy. Pomiar ich ruchu pozwala wyznaczać masy bez stawiania gwiazdy na wadze.
Potrzebne wiadomości: Środek masy, okres ruchu po okręgu i grawitacja Newtona.
Dwie orbity, jeden okres
Dla kołowego układu dwóch mas M_1r_1=M_2r_2, gdzie r₁ i r₂ są odległościami od środka masy. Separacja gwiazd wynosi a=r_1+r_2. Masywniejszy składnik porusza się po mniejszym okręgu. Oba wykonują obieg w tym samym czasie T, zatem stosunek ich szybkości jest także odwrotnym stosunkiem mas.
Newtonowska postać trzeciego prawa Keplera daje M_1+M_2=4\pi^2a^3/(GT^2). Występuje tu pełna separacja a, a nie promień orbity jednego składnika. Dla orbit eliptycznych a oznacza wielką półoś orbity względnej. W naszych prostych przykładach przyjmujemy orbity kołowe i brak istotnych zaburzeń od innych ciał.
Przykład z podziałem odległości
Jeżeli M₁=3M₂, to r₂=3r₁. Z r₁+r₂=a otrzymujemy r₁=a/4 i r₂=3a/4. Odległość dzielimy odwrotnie do mas, a nie proporcjonalnie wprost. Obie gwiazdy nadal oddziałują siłami tej samej wartości.
Widmo dostarcza składowych radialnych, nie pełnych prędkości orbitalnych. Dla kołowych orbit amplitudy tych składowych spełniają K_i=v_i\sin i, gdzie i jest nachyleniem: i=90° oznacza widok orbity z boku. Iloraz amplitud usuwa wspólny czynnik sin i, lecz wyznaczenie bezwzględnych mas wymaga wiedzy o geometrii. Gdy masy są porównywalne, nie wolno traktować żadnej gwiazdy jako nieruchomego centrum. Przybliżenie to ma sens dopiero przy dostatecznie dużej przewadze jednej z mas.
Zadania do tego tematu
- Podział separacji w układzie o stosunku mas trzy do jednego
- Stosunek mas z dwóch amplitud prędkości radialnych
- Suma mas z pełnej separacji i okresu
- Nieznane nachylenie a masa z prędkości radialnych
Komentarze (0)
Nie ma jeszcze opublikowanych komentarzy. Rozpocznij rozmowę o tym materiale.
RSS komentarzy · Powiadomienia e-mail
Dodaj komentarz
Możesz komentować jako gość lub zalogować się, aby użyć danych konta. Utwórz konto