Введение
Звездная система — это небольшое количество звезд, обращающихся друг вокруг друга под действием гравитационного притяжения. Большая группа звезд, связанных гравитацией, обычно называется звездным скоплением или галактикой, хотя в широком смысле они также могут рассматриваться как звездные системы. Звездные системы не следует путать с планетарными системами, которые включают планеты и подобные объекты (например, кометы). Звездная система, состоящая из двух звезд, называется двойной звездой, двойной звездной системой или физической двойной звездой. Если в такой системе отсутствуют приливные эффекты, возмущения от других сил и передача массы между звездами, она является стабильной, и обе звезды будут бесконечно описывать эллиптические орбиты вокруг барицентра системы. (См. Задача двух тел). Примеры двойных систем — Сириус, Процион и Лебедь X-1, последний из которых, вероятно, состоит из звезды и черной дыры.
A star system or stellar system is a small number of stars that orbit each other, bound by gravitational attraction. A large group of stars bound by gravitation is generally called a star cluster or galaxy, although, broadly speaking, they are also star systems. Star systems are not to be confused with planetary systems, which include planets and similar bodies (such as comets). A star system of two stars is known as a binary star, binary star system or physical double star. If there are no tidal effects, no perturbation from other forces, and no transfer of mass from one star to the other, such a system is stable, and both stars will trace out an elliptical orbit around the barycenter of the system indefinitely. (See Two body problem). Examples of binary systems are Sirius, Procyon and Cygnus X 1, the last of which probably consists of a star and a black hole.
Иерархические системы
Большинство многозвёздных систем организованы в так называемые иерархические системы: звёзды в системе можно разделить на две меньшие группы, каждая из которых движется по большой орбите вокруг центра масс системы. Каждая из этих меньших групп также должна быть иерархической, то есть должна быть разделена на более мелкие подгруппы, которые сами по себе являются иерархическими, и так далее. Кеплеровы орбиты вокруг центра масс системы отличаются от нестабильных систем типа трапеции или ещё более сложной динамики большого числа звёзд в звёздных скоплениях и галактиках.
Тройные звездные системы
В физической тройной звездной системе каждая звезда вращается вокруг общего центра масс системы. Как правило, две из звезд образуют тесную двойную систему, а третья вращается вокруг этой пары на расстоянии, значительно превышающем размер орбиты двойной системы. Такая конфигурация называется иерархической. Причина этого в том, что если внутренние и внешние орбиты сопоставимы по размеру, система может стать динамически нестабильной, что приведет к выбросу одной из звезд из системы. EZ Aquarii является примером физической иерархической тройной системы, в которой внешняя звезда вращается вокруг внутренней физической двойной системы, состоящей из двух красных карликов. Тройные звезды, не связанные гравитационно, могут состоять из физической двойной звезды и оптического компаньона (например, Бета Цефея) или, в редких случаях, представлять собой чисто оптическую тройную звезду (например, Гамма Змееносца).
Более высокие множественности
Иерархические многозвездные системы, содержащие более трех звезд, могут образовывать множество более сложных конфигураций. Эти конфигурации можно представить с помощью так называемых мобильных диаграмм, предложенных Эвансом (1968), которые напоминают декоративные мобили, подвешенные к потолку. Примеры иерархических систем приведены на рисунке справа (Мобильные диаграммы). Каждый уровень диаграммы иллюстрирует разложение системы на две или более систем меньшего размера. Эванс называет диаграмму мультиплексной, если в ней есть узел с более чем двумя "дочерними" элементами, то есть если разложение некоторой подсистемы включает в себя две или более орбит сопоставимых размеров. Поскольку, как мы уже видели на примере тройных звезд, это может быть нестабильно, ожидается, что множественные звезды будут симплексными, то есть на каждом уровне будет ровно два "дочерних" элемента. Эванс называет число уровней в диаграмме его иерархией. Максимальная иерархия, обнаруженная в Каталоге многозвездных систем А.А. Токовинина по состоянию на 1999 год, равна 4. Возможны и более высокие иерархии. Большинство из этих высоких иерархий либо стабильны, либо подвержены внутренним возмущениям. Другие полагают, что сложные многозвездные системы со временем теоретически распадаются на менее сложные, такие как более часто наблюдаемые тройные или четверные системы.
Трапеция
Трапеции обычно представляют собой очень молодые и нестабильные системы. Считается, что они формируются в звёздных яслях и быстро фрагментируются на стабильные кратные звёздные системы, которые в этом процессе могут выбрасывать компоненты в виде галактических звёзд с высокой скоростью. Они получили своё название в честь кратной звёздной системы, известной как скопление Трапеция в сердце туманности Ориона. В конечном итоге такие звёзды стабилизируются в виде тесной двойной системы с далёким компаньоном, а остальные звёзды, ранее входившие в систему, выбрасываются в межзвёздное пространство на высоких скоростях.