二进制文件和太阳系外行星系统

在太阳附近,大多数恒星都是双星的成员,许多最近的单星被怀疑有伴星。尽管一些二进制成员之间相隔数百个天文单位其他的是接触双星(恒星之间的距离足够近,物质可以在它们之间通过),双星系统最常建立在与双星系统相同的规模上太阳系-即大约10个天文单位的数量级。双星的两个分量之间的质量划分似乎几乎是随机的。在5%的时间里,小到1:20的质量比也可能发生,在这种情况下,一个类似太阳系的行星系就能够形成。

双星和多星的形成与行星系的形成似乎是不同的方面同样的过程。行星可能是恒星形成的自然副产物。只是原画的一小部分星云物质很可能被保留在行星上,因为大部分的质量和角动量被清除出系统。可以想象,多达1亿颗恒星可能拥有真正的行星银河系

围绕其他恒星运转的单个行星,太阳系外行星-很难直接观测到,因为一颗恒星总是比它的伴星亮得多地球木星例如,它的亮度只有太阳的十亿分之一太阳而且离它如此之近,以至于从最近的恒星上也无法探测到。然而,如果候选恒星被视为可能的光谱双星,那么人们就可以寻找恒星的周期性变化径向行星围绕它旋转时产生的速度。这种影响是非常小的:即使是木星,在木星轨道周期最多12年的时间里,也只会使太阳的视向速度发生大约每秒10米(33英尺)的变化。目前使用非常大的望远镜来研究相当明亮的恒星的技术可以测量径向速度,精度约为每秒一米,前提是恒星具有非常锐利的光谱线,例如观察到的类太阳恒星和K型和m型恒星。这意味着目前径向速度法通常可以探测到类太阳行星地球m型恒星周围。此外,行星离其母恒星越近,其速度摆动就越大、越快,因此探测到离恒星较近的巨行星比探测到离恒星较远的行星更容易。最后,即使探测到一颗行星,通常的光谱二元问题是不知道行星与行星之间的角度轨道平面和天空只允许给行星分配最小的质量。

最后一个问题的一个例外是HD 209458,第七个——g0v恒星距离地球约150光年,每3.5天就有一颗行星绕它运行。在这位同伴之后不久,HD 209458 b它于1999年被发现,因为它对恒星径向速度的影响,它也被发现使恒星黯然失色,这意味着它的轨道几乎是面向地球的。这种类型的eclipse叫做交通,这种方法已被使用,最著名的是开普勒卫星来寻找数千颗系外行星。其中一些行星的大小与地球大致相当,可以在它们的恒星中找到宜居区,即液体到恒星的距离,因此可能生活可以在地表生存。

交通通过对HD 209458b的观测,以及对行星大气谱线的观测,确定了这颗行星的质量和半径——分别是木星的0.64倍和1.38倍。这些数字表明,这颗行星甚至比木星本身还要大。令人意想不到的是,它与母恒星的距离比木星与太阳的距离近100多倍,这引发了一个问题,即如此近的巨大气态行星如何在恒星辐射下存活下来。事实上,许多太阳系外行星的轨道周期是以天而不是年为单位的,因此它们非常接近它们的母恒星,这表明HD 209458的情况并不罕见。也有一些被证实存在行星的例子超新星称为残余脉冲星尽管这些行星是在产生脉冲星的超新星爆炸之前,还是在超新星爆炸之后被获取的,仍有待确定。

第一批太阳系外行星于1992年被发现。目前已知的太阳系外行星有数千颗,而且还会定期发现更多这样的行星。

除了越来越多的太阳系外行星存在的证据之外,设计用于探测的天基天文台红外辐射发现了许多年轻的明星(包括维加北落师门,βPictoris)有热物质盘绕着它们旋转。这个物质是由无数这些颗粒大多与沙粒大小相仿,可能参与了行星形成的第一阶段。

大规模的极端

大多数恒星的质量在0.3到3个太阳质量的范围内。迄今为止确定的质量最大的恒星是R136a1,它是一颗大约265个太阳质量的巨星,形成时的质量高达320个太阳质量。在理论上,燃烧核的恒星的质量有一个上限爱丁顿极限),这限制了恒星的质量不超过几百个太阳。在低质量方面,大多数恒星似乎至少有0.1个太阳质量。的理论一颗普通恒星的质量下限大约是太阳质量的0.075倍,因为低于这个值,物体的中心温度就不能高到足以使它发光核能源.相反,它可能会产生低得多的能源通过引力收缩。如果它的质量不低于临界太阳质量值0.075,它将看起来是一颗非常冷、昏暗的恒星,被称为a棕矮星.它的进化就是继续冷却直至最终灭绝。如果质量再低一些,这个物体将是一颗巨大的行星。木星它的质量大约是太阳的0.001倍,就是这样一个物体,发射由引力收缩产生的一种非常低水平的能量(除了反射的阳光)。

棕矮星的发现很晚,第一次明确的鉴定是在1995年。然而,据估计,在太阳附近一定存在数百个。对比m型恒星温度低的天体的光谱序列进行了扩展,用L表示温度较高的褐矮星,T表示温度较低的褐矮星,Y表示温度最低的褐矮星。存在甲烷在T褐矮星和的在Y型褐矮星中强调了它们与巨行星的相似性。

恒星半径

亮红巨星的角大小和巨星恒星第一次直接测量是在20世纪20年代,利用干涉原理.只有角尺寸较大的明亮恒星才能用这种方法测量。只要知道到恒星的距离,物理半径就可以确定。

黯然失色双星还提供了大量关于恒星尺寸的数据。日食的时间提供了任何掩星物体的角度大小,因此分析食双星的光曲线可以是确定矮星或巨星尺寸的有用方法。然而,接近双星系统的成员有时会受到进化效应、质量交换和其他扰动的影响,这些扰动会改变它们光谱的细节。

一种较新的方法,称为散斑干涉测量法,已经发展到重现真正的圆盘红超巨星和解决光谱双星,如五车二.散斑现象是一种快速变化的干涉衍射效应,在高度放大的情况下可见衍射用大型望远镜观测到的恒星图像望远镜

如果知道恒星的绝对大小和温度,就可以计算出它的大小。温度决定了能量产生的速率发出由每个单位面积,和总数光度给出总数权力输出。因此,恒星的表面积和物体的半径就可以被估计出来。这是估计白矮星尺寸的唯一方法。主要的不确定性在于选择代表能量排放速率的温度。

恒星平均价值

主序星的范围从非常明亮的天体到暗淡的m型矮星,它们的表面温度、辐射热(总)光度和半径都有很大差异。此外,对于一个给定质量的恒星,在半径、光度、表面温度和光谱类型上可能存在一个合理的分布。这种扩散是由恒星进化效应产生的,并倾向于扩大主序列。质量是从可见光和食双星的光谱观测中得到的。半径可以从食双星、在少数有利情况下的直接测量、计算和绝对视星等和温度中找到。

半径、辐射光度和质量的平均值只对矮星有意义。对于给定的质量,巨星和次巨星的半径范围都很大。相反,半径、表面温度和光度几乎相同的巨星,质量却有明显不同。