...再放一个恒星所有的行星都会向四周飞?可以用万有引力的公式...

bdqnwqk4个月前问题9

你说的这个是物理双星系统,有行星的概率很小,但还是有的

物理双星系统附近也能存在行星

行星绕着双恒星运转示意图
人们在过去倾向于认为双星系统不会拥有行星,因为在双星系统中,行星很可能不是被其中一颗恒星吸进去就是被甩到宇宙空间。不过到1996年天文学家就在天鹅座的天鹅-π(π Cyg,中国古代叫蛇四)这个双星系统就发现了一颗行星,打破了人们昔日的结论。
天鹅-π是由主星Azelfafage(π1 Cyg)的和伴星π2 Cyg组成的双星,这颗有1.69倍木星质量的行星以798.9天的周期围绕着这颗伴星旋转,而伴星又带着她同主星Azelfafage绕转。也许是由于受到主星的影响,这颗行星的绕伴星旋转的轨道偏心率非常大,达到0.67,是一个很长的椭圆轨道,轨道的半长轴是1.67个天文单位。
不过总的来说,这个行星和塔图因的情况不象,因为这颗行星只和那颗伴星关系密切,天鹅-π的主星Azelfafage远在700个天文单位以外,而冥王星距离太阳最远的时候也不过50天文单位。所以这个行星其实和我们地球类似,当单星系统理解也没什么问题。在那个星球上看天,也只有一颗太阳,Azelfafage和其它星星一样只是一个点,只不过这个星星特别的亮而已。
6年后,天文学家第一次发现了围绕密近双星运行的行星。在距离我们45光年的仙王-γ双星系统中,有一颗行星围绕较亮的那颗恒星运转。该恒星质量大约是太阳的1.59倍,行星的质量则约为木星的1.76倍。新行星距离主星约2个天文单位,稍远于火星与太阳的距离。该双星系统中的另一恒星与主星的距离约25-30个天文单位,大约与天王星和太阳的距离相当。在这样的星球上,就的确如同塔图因那样有两个太阳照耀了,如果这个星球上有文明的话,他们肯定创造不出“天无二日”这样的话。

艺术家笔下描绘的仙王-γ 双星系统中的行星和两颗结伴而行的恒星。做为前景的行星每隔2.5年就环绕那颗明亮的黄星运行一周。

新行星在距离主星约2个天文单位的轨道上绕其运转,该双星系统中的另一个子星距离主恒星仅由25-30个天文单位。上图中轨道大小是按比例画的,天体大小则未按真实比例。
不过天文学家对于这个行星为什么会存在感到好奇,因为在这种双星系统生成初期的尘埃盘应该难以凝聚成为行星,看来我们对这方面的认识需要进一步加深。不过也可能这个行星是从别处俘获的。
研究双星系统中的行星,最有趣也最重要的是研究它们的轨道,因为基本可说轨道决定了这个行星上的一切,包括接受阳光的多少,潮汐力的大小,季节的变化等等,如果想知道一个星球是否有出现生命的可能,这些无疑都是重要的考量范围。下面我介绍一下行星的轨道类型
在最初研究时为了简化情况,首先我们先设定五个条件
1、两恒星质量相等
2、两恒星分享一个正圆型轨道
3、行星轨道和双星轨道在同一平面上
4、行星的质量相对双星来说可以完全忽略
5、没有潮汐效应
我们并把行星轨道分两种,一种是在外围同时绕两个恒星运转,称为外围轨道;一种是只绕其中一个恒星运转,称为内部轨道。

大外围轨道
行星围绕双星的轨道中最简单的,是行星距离双星非常遥远,这样来自双星的引力会近似于一颗质量为它们两者之和的恒星,在这样的情况下,行星将会沿一般的椭圆形轨道同时绕这两颗恒星运行。尽管天上总是有两颗太阳同时照耀,但这样的行星无疑会和冥王星一样寒冷。
行星的轨道运转方向和两颗恒星相互绕转的方向一致,对此我们称为顺行,在这种系统中逆行也不影响稳定性。两颗恒星被设定为质量相等,行星距离系统中心的距离是两恒星之间距离的10倍,公转周期是双星绕转周期的31.6倍。其实距离只要达到8倍左右,两颗恒星的引力加总后的变动范围就已经很接近单颗恒星了。需要注意的是,我们目前先将行星轨道考虑为正圆,现实世界中的轨道应该是个或圆或扁的椭圆,这点我们到后边再考虑。
行星同两颗恒星三者间按不同的方位排列时,受到的引力大小是不同的,在8倍距离以上时最大值和最小值之间的差距很小,但随着行星距离中心的距离缩小,引力加总后的波动范围就将增大。所以当行星距离中心近的时候,就不能把两颗恒星近似考虑成一个等于它们之和的大恒星,其稳定关系也将变化。
行星距离系统中心的距离是两个恒星之间距离的2倍,公转周期是双星绕转周期的2.77倍。由于三者之间位置的变化,引力的效果将使得行星轨道不会近似上图的圆形,但幅度比较小,而且整个系统将是完全稳定存在的。在我看来,遍布沙漠的就是这一类行星,这样的行星上,两颗太阳会结伴同升同落。
而让人惊讶的是,如果这个行星不是逆行而是顺行,整个系统将无法稳定存在,行星不是被恒星吞了就是要飞出去。为什么逆行稳定而顺行不稳定?这是因为顺行行星承受的引力场强度波动