sistema estelar

La mayoría de los sistemas estelares múltiples se organizan en lo que se denomina un sistema jerárquico : las estrellas del sistema se pueden dividir en dos grupos más pequeños, cada uno de los cuales recorre una órbita mayor alrededor del centro de masa del sistema . Cada uno de estos grupos más pequeños también debe ser jerárquico, lo que significa que deben dividirse en subgrupos más pequeños que a su vez son jerárquicos, y así sucesivamente. ^{[ 13 ]} Cada nivel de la jerarquía puede tratarse como un problema de dos cuerpos al considerar pares cercanos como si fueran una sola estrella. En estos sistemas hay poca interacción entre las órbitas y el movimiento de las estrellas continuará aproximándose a órbitas keplerianas estables ^{[ 3 ] [ 14 ] alrededor del centro de masa del sistema. [ 15 ]}

Por ejemplo, los sistemas ternarios estables consisten en dos estrellas en un sistema binario cercano , con una tercera orbitando este par a una distancia mucho mayor que la de la órbita binaria. ^{[ 16 ] [ 13 ]} Si las órbitas interna y externa son comparables en tamaño, el sistema puede volverse dinámicamente inestable, lo que lleva a que una estrella sea expulsada del sistema. ^{[ 17 ]} EZ Aquarii es un ejemplo de un sistema triple jerárquico físico, que tiene una estrella externa orbitando un sistema binario interno compuesto por dos estrellas enanas rojas más .

Diagramas móviles

Las estructuras jerárquicas pueden organizarse mediante lo que Evans (1968) denominó diagramas móviles , que se asemejan a móviles ornamentales colgados del techo. Cada nivel del móvil ilustra la descomposición del sistema en dos o más sistemas de menor tamaño. Evans denomina diagrama multiplex si existe un nodo con más de dos hijos , es decir, si la descomposición de algún subsistema implica dos o más órbitas de tamaño comparable. Dado que los multiplex pueden ser inestables, se espera que las estrellas múltiples sean simplex , lo que significa que en cada nivel hay exactamente dos hijos . Evans denomina jerarquía al número de niveles del diagrama . ^{[ 13 ]}

• Un diagrama simplex de jerarquía 1, como en (b), describe un sistema binario.
• Un diagrama simplex de jerarquía 2 puede describir un sistema triple, como en (c), o un sistema cuádruple, como en (d).
• Un diagrama simplex de jerarquía 3 puede describir un sistema con entre cuatro y ocho componentes. El diagrama móvil en (e) muestra un ejemplo de un sistema cuádruple con jerarquía 3, que consiste en un único componente distante que orbita un sistema binario cercano, donde uno de los componentes del sistema binario cercano es un sistema binario aún más cercano.
• Un ejemplo real de un sistema con jerarquía 3 es Castor , también conocido como Alpha Geminorum o α Gem. Consiste en lo que parece ser una estrella binaria visual que, tras una inspección más detallada, se puede observar que consta de dos estrellas binarias espectroscópicas . Por sí solo, esto constituiría un sistema cuádruple de jerarquía 2 como en (d), pero está orbitado por un componente más débil y distante, que también es una binaria de enana roja cercana. Esto forma un sistema séxtuple de jerarquía 3. ^{[ 18 ]}
• La jerarquía máxima que aparece en el Catálogo de Estrellas Múltiples de AA Tokovinin, a partir de 1999, es 4. ^{[ 3 ]} Por ejemplo, las estrellas Gliese 644A y Gliese 644B forman lo que parece ser una estrella binaria visual cercana ; debido a que Gliese 644B es una binaria espectroscópica , en realidad se trata de un sistema triple. El sistema triple tiene la compañera visual más distante Gliese 643 y la compañera visual aún más distante Gliese 644C, las cuales, debido a su movimiento común con Gliese 644AB, se cree que están ligadas gravitacionalmente al sistema triple. Esto forma un sistema quíntuple cuyo diagrama móvil sería el diagrama de nivel 4 que aparece en (f). ^{[ 19 ]}

También son posibles jerarquías superiores. ^{[ 13 ] [ 20 ]} La mayoría de estas jerarquías superiores son estables o sufren perturbaciones internas . ^{[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]} Otros consideran que las estrellas múltiples complejas se desintegrarán teóricamente con el tiempo en estrellas múltiples menos complejas, como los sistemas triples o cuádruples observados más comunes. ^{[ 24 ] [ 25 ]}

Los trapecios suelen ser sistemas muy jóvenes e inestables. Se cree que se forman en viveros estelares y se fragmentan rápidamente en estrellas múltiples estables, que en el proceso pueden expulsar componentes como estrellas galácticas de alta velocidad . ^{[ 26 ] [ 27 ]} Reciben su nombre del sistema estelar múltiple conocido como el Cúmulo del Trapecio en el corazón de la Nebulosa de Orión . ^{[ 26 ]} Estos sistemas no son raros y suelen aparecer cerca o dentro de nebulosas brillantes . Estas estrellas no tienen disposiciones jerárquicas estándar, sino que compiten por órbitas estables. Esta relación se llama interacción . ^{[ 28 ]} Estas estrellas finalmente se estabilizan en un sistema binario cercano con una compañera distante, y la(s) otra(s) estrella(s) que previamente estaban en el sistema son expulsadas al espacio interestelar a altas velocidades. ^{[ 28 ]} Esta dinámica puede explicar las estrellas fugitivas que podrían haber sido expulsadas durante una colisión de dos grupos de estrellas binarias o un sistema múltiple. Se atribuye a este evento la eyección de AE ​​Aurigae , Mu Columbae y 53 Arietis a más de 200  km·s⁻¹ ^y se ha rastreado hasta el cúmulo del Trapecio en la Nebulosa de Orión hace unos dos millones de años. ^{[ 29 ] [ 30 ]}

Los componentes de las estrellas múltiples se pueden especificar añadiendo los sufijos A , B , C , etc., a la designación del sistema. Sufijos como AB se pueden usar para denotar el par formado por A y B. La secuencia de letras B , C , etc. se puede asignar en orden de separación del componente A. ^{[ 31 ] [ 32 ]} A los componentes descubiertos cerca de un componente ya conocido se les pueden asignar sufijos como Aa , Ba , etc. ^{[ 32 ]}

El Catálogo de Estrellas Múltiples de AA Tokovinin utiliza un sistema en el que cada subsistema de un diagrama móvil se codifica mediante una secuencia de dígitos. En el diagrama móvil (d) anterior, por ejemplo, al sistema más amplio se le asignaría el número 1, mientras que el subsistema que contiene su componente primario se numeraría como 11 y el subsistema que contiene su componente secundario como 12. A los subsistemas que aparezcan debajo de este en el diagrama móvil se les asignarán números de tres, cuatro o más dígitos. Al describir un sistema no jerárquico mediante este método, se utilizará el mismo número de subsistema más de una vez; por ejemplo, un sistema con tres componentes visuales, A, B y C, de los cuales no se puede agrupar dos en un subsistema, tendría dos subsistemas numerados como 1 que denotan los dos binarios AB y AC. En este caso, si B y C se resolvieran posteriormente en binarios, se les asignarían los números de subsistema 12 y 13. ^{[ 3 ]}

La nomenclatura actual para estrellas dobles y múltiples puede causar confusión, ya que a las estrellas binarias descubiertas de diferentes maneras se les dan diferentes designaciones (por ejemplo, designaciones de descubridor para estrellas binarias visuales y designaciones de estrella variable para estrellas binarias eclipsantes) y, peor aún, diferentes autores pueden asignar letras de componentes de manera diferente, de modo que, por ejemplo, la A de una persona puede ser la C de otra . ^{[ 33 ]} La discusión que comenzó en 1999 dio como resultado cuatro esquemas propuestos para abordar este problema: ^{[ 33 ]}

• KoMa, un sistema jerárquico que utiliza letras mayúsculas y minúsculas, así como números arábigos y romanos;
• El método de designación Urban/Corbin, un esquema numérico jerárquico similar al sistema de clasificación decimal Dewey ; ^{[ 34 ]}
• El método de designación secuencial, un esquema no jerárquico en el que a los componentes y subsistemas se les asignan números en orden de descubrimiento; ^{[ 35 ]} y
• WMC, el Catálogo de Multiplicidad de Washington, es un esquema jerárquico en el que los sufijos utilizados en el Catálogo de Doble Estrella de Washington se amplían con letras y números adicionales.

En un sistema de designación, identificar la jerarquía dentro del sistema tiene la ventaja de facilitar la identificación de subsistemas y el cálculo de sus propiedades. Sin embargo, genera problemas cuando se descubren nuevos componentes en un nivel superior o intermedio a la jerarquía existente. En este caso, parte de la jerarquía se desplazará hacia adentro. Los componentes que resultan inexistentes o que posteriormente se reasignan a un subsistema diferente también causan problemas. ^{[ 36 ] [ 37 ]}

Durante la 24.ª Asamblea General de la Unión Astronómica Internacional en 2000, el esquema WMC fue aprobado y las Comisiones 5, 8, 26, 42 y 45 resolvieron que debía ampliarse a un esquema de designación uniforme y utilizable. ^{[ 33 ]} Posteriormente se preparó una muestra de un catálogo que utilizaba el esquema WMC, que abarcaba media hora de ascensión recta . ^{[ 38 ]} El tema se debatió nuevamente en la 25.ª Asamblea General en 2003, y las comisiones 5, 8, 26, 42 y 45, así como el Grupo de Trabajo sobre Interferometría, resolvieron nuevamente que el esquema WMC debía ampliarse y desarrollarse aún más. ^{[ 39 ]}

La muestra WMC está organizada jerárquicamente; la jerarquía utilizada se basa en los períodos orbitales o separaciones observadas. Dado que contiene muchas estrellas dobles visuales , que pueden ser ópticas en lugar de físicas, esta jerarquía puede ser solo aparente. Utiliza letras mayúsculas (A, B, ...) para el primer nivel de la jerarquía, letras minúsculas (a, b, ...) para el segundo nivel y números (1, 2, ...) para el tercero. Los niveles subsiguientes utilizarían letras minúsculas y números alternados, pero no se encontraron ejemplos de esto en la muestra. ^{[ 33 ]}

• Sirio , un sistema binario formado por una estrella de secuencia principal de tipo A y una enana blanca.
• Proción , que es similar a Sirio.
• Mira , una variable compuesta por una gigante roja y una enana blanca.
• Delta Cephei , una variable cefeida
• Almaaz , una binaria eclipsante
• Spica

• Alfa Centauri es una estrella triple compuesta por un par binario principal de enanas amarillas y naranjas ( Rigil Kentaurus y Toliman ), y una enana roja periférica , Proxima Centauri . Juntas, Rigil Kentaurus y Toliman forman una estrella binaria física , designada como Alfa Centauri AB, α Cen AB o RHD 1 AB, donde AB indica que se trata de un sistema binario . ^{[ 40 ]} La órbita moderadamente excéntrica del sistema binario puede hacer que los componentes se encuentren a tan solo 11 UA o a tan solo 36 UA. Proxima Centauri, también llamada (aunque con menos frecuencia) Alfa Centauri C, se encuentra mucho más lejos (entre 4300 y 13 000 UA) de α Cen AB, y orbita el par central con un período de 547 000 (+66 000/-40 000) años. ^{[ 41 ]}
• Polaris o Alpha Ursae Minoris (α UMi), la estrella polar, es un sistema estelar triple en el que la estrella compañera más cercana está extremadamente cerca de la estrella principal, tan cerca que solo se la conocía por su atracción gravitatoria sobre Polaris A (α UMi A) hasta que fue fotografiada por el Telescopio Espacial Hubble en 2006.
• Gliese 667 es un sistema estelar triple con dos estrellas de secuencia principal de tipo K y una enana roja . La enana roja, C, alberga entre dos y siete planetas, de los cuales uno, Cc, junto con los no confirmados Cf y Ce, son potencialmente habitables.
• HD 188753 es un sistema estelar triple ubicado aproximadamente a 149 años luz de la Tierra en la constelación de Cygnus . El sistema está compuesto por HD 188753A, una enana amarilla ; HD 188753B, una enana naranja ; y HD 188753C, una enana roja . B y C orbitan una alrededor de la otra cada 156 días y, como grupo, orbitan A cada 25,7 años. ^{[ 42 ]}
• Fomalhaut (α PsA, α Piscis Austrini) es un sistema estelar triple en la constelación de Piscis Austrinus . Se descubrió que era un sistema triple en 2013, cuando se confirmó que la estrella de tipo K TW Piscis Austrini y la enana roja LP 876-10 compartían movimiento propio a través del espacio. La estrella primaria tiene un disco de polvo masivo similar al del Sistema Solar primitivo , pero mucho más masivo. También contiene un gigante gaseoso, Fomalhaut b . Ese mismo año, se confirmó que la estrella terciaria, LP 876-10, también albergaba un disco de polvo.
• HD 181068 es un sistema triple único, compuesto por una gigante roja y dos estrellas de la secuencia principal. Las órbitas de las estrellas están orientadas de tal manera que las tres se eclipsan entre sí.

• Capella es un sistema estelar formado por dos estrellas gigantes orbitadas por dos enanas rojas , a unos 42 años luz del Sistema Solar. Tiene una magnitud aparente de aproximadamente 0,08, lo que la convierte en una de las estrellas más brillantes del cielo nocturno.
• 4 Centauri ^{[ 43 ]}
• Se suele decir que Mizar fue la primera estrella binaria descubierta cuando fue observada en 1650 por Giovanni Battista Riccioli ^{[ 44 ] ,  pág.  1 [ 45 ]} , pero probablemente fue observada antes por Benedetto Castelli y Galileo . Posteriormente, la espectroscopia de sus componentes Mizar A y B reveló que ambas son estrellas binarias. ^{[ 46 ]}
• HD 98800
• El sistema PH1 tiene el planeta PH1 b (descubierto en 2012 por el grupo Planet Hunters , parte de Zooniverse ) orbitando dos de las cuatro estrellas, lo que lo convierte en el primer planeta conocido en estar en un sistema estelar cuádruple. ^{[ 47 ]}
• KOI-2626 es el primer sistema estelar cuádruple con un planeta del tamaño de la Tierra. ^{[ 48 ]}
• Xi Tauri (ξ Tau, ξ Tauri), ubicada a unos 222 años luz de distancia, es una estrella cuádruple espectroscópica y eclipsante compuesta por tres estrellas de secuencia principal de tipo B, de color blanco azulado , junto con una estrella de tipo F. Dos de las estrellas se encuentran en órbitas cercanas y giran una alrededor de la otra una vez cada 7,15 días. Estas, a su vez, orbitan la tercera estrella una vez cada 145 días. La cuarta estrella orbita las otras tres estrellas aproximadamente cada cincuenta años. ^{[ 49 ]}

• Dabih
• Mintaka ^{[ 50 ]}
• HD 155448 ^{[ 51 ]}
• KIC 4150611 ^{[ 52 ]}
• 1SWASP J093010.78+533859.5 ^{[ 53 ]}

• Beta Tucanae ^{[ 54 ]}
• Castor ^{[ 55 ]}
• HD 139691 ^{[ 56 ]}
• TIC 168789840 ^{[ 57 ]}
• Si Alcor se considera parte del sistema Mizar , el sistema puede considerarse una séxtuple.

• Jabbah ^{[ 58 ]}
• AR Cassiopeiae ^{[ 59 ]}
• V871 Centauri ^{[ 60 ]}
• Acrux ^{[ 61 ]}

• Gamma Cassiopeiae ^{[ 62 ]}

• QZ Carinae ^{[ 63 ]}

• NASA Astronomy Picture of the Day: Triple star system (11 September 2002)
• NASA Astronomy Picture of the Day: Alpha Centauri system (23 March 2003)
• Alpha Centauri, APOD, 2002 April 25