ระบบดาวฤกษ์

ระวังสับสนกับ ระบบดาวเคราะห์

ระบบดาวฤกษ์ (อังกฤษ: star system หรือ stellar system) คือระบบดาวขนาดย่อมซึ่งประกอบด้วยดาวฤกษ์ตั้งแต่สองดวงขึ้นไป ดาวฤกษ์ดังกล่าวตกอยู่ใต้แรงดึงดูดของกันและกัน จึงโคจรอยู่ในวงโคจรของกันและกัน แต่หากเป็นระบบดาวฤกษ์ที่มีขนาดใหญ่โตจะนิยมเรียกว่ากระจุกดาว หรือดาราจักร แม้โดยหลักการแล้ว ทั้งกระจุกดาวและดาราจักรต่างมีคุณสมบัติเข้าข่ายเป็นระบบดาวฤกษ์เหมือนกัน

บน: ระบบดาว Algol (สามดวง) ซึ่งถ่ายได้ในปี 2009. รูปทรงของของ Algol C เป็นกราฟิกจำลอง^[ต้องการอ้างอิง] ล่างซ้าย: ดาวฤกษ์ Algol A ถูกบดบังโดยเงาของ Algol B เป็นประจำทุก 2.87 วัน ล่างขวา: ภาพวงโคจรของ HD 188753 ซึ่งเป็นระบบดาวฤกษ์สามดวง จากในจิตนาการของศิลปิน

ระบบดาวฤกษ์ซึ่งประกอบด้วยดาวฤกษ์สองดวงจะถูกเรียกว่าระบบดาวคู่ อาทิ ซิริอุส, โปรซีออน, หงส์ X-1

ระบบดาวฤกษ์สองดวง

ดูบทความหลักที่: ระบบดาวคู่

ระบบดาวฤกษ์หลายดวง

ระบบดาวฤกษ์หลายดวง เป็นระบบที่มีดาวฤกษ์อยู่มากกว่า 2 ดวง ในกรณีที่มีดาวฤกษ์สมาชิก 3 ดวง จะเรียกว่า triple, trinary หรือ ternary ถ้ามี 4 ดวงจะเรียกว่า quadruple หรือ quaternary ถ้ามี 5 ดวงจะเรียกว่า quintuple ถ้ามี 6 ดวงจะเรียกว่า sextuple ถ้ามี 7 ดวงจะเรียกว่า septuple เป็นเช่นนี้เรียงขึ้นไปเรื่อย ๆ ระบบดาวฤกษ์แบบนี้มีขนาดเล็กกว่ากระจุกดาวเปิด ซึ่งจะมีความสัมพันธ์แบบพลศาสตร์มากกว่าและมักมีดาวฤกษ์ระหว่าง 100 ถึง 1,000 ดวง

ลักษณะทางพลศาสตร์

ในทางทฤษฎีแล้ว การสร้างแบบจำลองของระบบดาวฤกษ์หลายดวงทำได้ยากกว่าการสร้างแบบจำลองของดาวคู่มาก เนื่องจากมีปัจจัยด้านพลศาสตร์มาเกี่ยวข้อง ปัญหาของวัตถุจำนวน n อาจทำให้เกิดลักษณะอันยุ่งเหยิงขึ้นได้ คุณสมบัติหลายประการในกลุ่มดาวขนาดเล็ก ๆ มีแนวโน้มจะไม่คงที่ ดาวดวงหนึ่งอาจเคลื่อนเข้าใกล้ดาวอีกดวงหนึ่งมากเกินไป และเร่งเร้าให้เกิดการเคลื่อนที่ที่ทำให้ดาวนั้นหลุดออกไปจากระบบได้ ความไม่แน่นอนเช่นนี้อาจหลีกเลี่ยงได้หากระบบนั้นเป็นระบบอย่างที่ เดวิด อีวาน เรียกว่า hierarchical ในระบบแบบนี้ดาวฤกษ์สมาชิกจะแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม แต่ละกลุ่มมีวงโคจรใหญ่รอบจุดศูนย์กลางมวลของระบบ ขณะที่สมาชิกในแต่ละกลุ่มย่อยก็มีลักษณะแบบ hierarchical คือสามารถแบ่งเป็นกลุ่มย่อยได้อีกสองกลุ่มที่มีลักษณะเป็น hierarchical แบบนี้ไปเรื่อย ๆ ในกรณีนี้ การเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์จะค่อนข้างคงที่ใกล้เคียงกับวงโคจรของเคปเลอร์โดยโคจรไปรอบศูนย์กลางมวลของระบบนั้น แต่จะไม่เหมือนกับลักษณะทางพลศาสตร์ของดาวฤกษ์ที่มีจำนวนมาก ๆ ในกระจุกดาวหรือในดาราจักร

การสังเกตการณ์

ระบบดาวฤกษ์หลายดวงที่รู้จักโดยมากจะเป็นระบบดาวฤกษ์ 3 ดวง ระบบที่มีดาวมากกว่านั้นจะมีจำนวนน้อยลงอย่างมากตามจำนวนดาวสมาชิกในลักษณะของเอกซ์โพเนนเชียล ตัวอย่างเช่น ในรายการดาวของโทโควินินฉบับปรับปรุงปี ค.ศ. 1999 ในระบบดาวฤกษ์ทั้งสิ้น 728 ระบบเป็นระบบดาวฤกษ์ 3 ดวงถึง 551 ระบบ อย่างไรก็ดี เนื่องจากการเลือกศึกษาปรากฏการณ์ต่าง ๆ ความรู้ของเราเกี่ยวกับค่าทางสถิติเหล่านี้อาจจะไม่สมบูรณ์ก็ได้

ผลจากความไม่คงที่ทางพลศาสตร์ดังได้กล่าวถึงแล้วข้างต้น ระบบดาวฤกษ์สามดวงโดยมากจะเป็นแบบ hierarchical โดยจะมีดาวอยู่คู่หนึ่งที่อยู่ห่างจากดาวอีกดวงหนึ่งในระบบออกไปไกล ยิ่งระบบที่มีจำนวนดาวสมาชิกมากขึ้นก็จะยิ่งมีความเป็น hierarchical มากขึ้นด้วย ระบบดาวฤกษ์ 6 ดวงที่เรารู้จักคือ ดาวแคสเตอร์ (แอลฟาคนคู่) มีดาวคู่หนึ่งโคจรอยู่ห่างจากดาวอีกสองคู่ ระบบดาวฤกษ์ 6 ดวงอีกระบบหนึ่งคือ ADS 9731 มีกลุ่มของดาวสามดวงอยู่จำนวน 2 กลุ่ม แต่ละกลุ่มมีดาวคู่หนึ่งโคจรรอบกันกับดาวเดี่ยว

อ้างอิง

1. "Star system" ใน Modern Dictionary of Astronomy and Space Technology. A.S. Bhatia, ed. New Delhi: Deep & Deep Publications, 2005. ISBN 81-7629-741-0
2. p. 16, Understanding Variable Stars, John R. Percy, Cambridge: Cambridge University Press, 2007, ISBN 0-521-23253-8.
3. MSC—a catalogue of physical multiple stars, A. A. Tokovinin, Astronomy and Astrophysics Supplement Series 124 (1997), 75-84; online versions at VizieR 2007-03-11 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน and the Multiple Star Catalog.
4. p. 24, Galactic Dynamics, James Binney and Scott Tremaine, Princeton University Press, 1987, ISBN 0-691-08445-9.
5. Multiple Stellar Systems: Types and Stability, Peter J. T. Leonard, in Encyclopedia of Astronomy and Astrophysics, P. Murdin, ed., online edition at the Institute of Physics, orig. ed. published by Nature Publishing Group, 2001.
6. Stars of Higher Multiplicity, David S. Evans, Quarterly Journal of the Royal Astronomical Society 9 (1968), 388-400.
7. Dynamics of multiple stars: observations, A. Tokovinin, in "Massive Stars in Interacting Binaries", August 16-20, 2004, Quebec (ASP Conf. Ser., in print).
8. Statistics of multiple stars: some clues to formation mechanisms 2007-09-27 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน, A. Tokovinin, in the proceedings of IAU Symposium 200, The Formation of Binary Stars, Potsdam, Germany, April 10-15, 2000. Bibcode 2001IAUS..200...84T.
9. Statistics of multiple stars, A. Tokovinin, in The Environment and Evolution of Double and Multiple Stars, Proceedings of IAU Colloquium 191, held 3-7 February, 2002 in Merida, Yucatan, Mexico, edited by Christine Allen and Colin Scarfe, Revista Mexicana de Astronomía y Astrofísica (Serie de Conferencias) 21 (August 2004), pp. 7-14.
10. Castor A and Castor B resolved in a simultaneous Chandra and XMM-Newton observation, B. Stelzer and V. Burwitz, Astronomy and Astrophysics 402 (May 2003), pp. 719-728.
11. ADS 9731: A new sextuple system, A. A. Tokovinin, N. I. Shatskii, and A. K. Magnitskii, Astronomy Letters, 24, #6 (November 1998), pp. 795-801.