Fast 80 % der im Universum sichtbaren Sterne sind Doppelsterne. Was macht sie im Universum so häufig? Warum gibt es keine anderen Zahlen als genau zwei, die reichlich vorhanden sind?
Kurze Antwort - Erhaltung des Drehimpulses. Wenn sich etwas Großes dreht und zusammenzieht, beginnt es sich im Grunde immer schneller zu drehen. Stellen Sie sich eine Ballerina vor, die eine Pirouette macht und ihre Arme einzieht, um die Drehung zu beschleunigen! Stellen Sie sich nun vor, eine riesige diffuse Gaswolke kollabiert unter ihrer eigenen Schwerkraft. Es muss sich überhaupt nicht sehr viel drehen, um sich am Ende sehr schnell zu drehen, wenn es auf Sterngröße zusammenbricht. Aber das ist tatsächlich ein Problem! Wenn Sie die Berechnung durchführen, stellen Sie fest, dass sich der Stern so schnell dreht, dass seine Oberfläche Fluchtgeschwindigkeit erreicht, bevor er vollständig zusammenbricht. Es gibt zwei Möglichkeiten, dies zu umgehen: Entweder Sie lassen den überschüssigen Drehimpuls in einem massiven Planeten wie Jupiter fallen, oder Sie teilen den Stern in zwei Sterne, die sich umeinander drehen.
Die Antwort von Harsh Jain ist richtig, aber sie beantwortet nur einen Teil der Frage, weshalb einige Sternsysteme mehr als einen Stern haben, nicht, warum so wenige Systeme mehr als zwei Sterne haben.
Wenn Sie mehr als zwei Sterne im System erhalten, wird es instabil. Das ist das berühmte Drei-Körper-Problem , von dem das Science-Fiction-Buch seinen Namen (und einen Teil seiner Handlung) hat.
Zwei Sterne bilden zusammen eine stabile Umlaufbahn umeinander. Mathematisch bedeutet das, dass man, wenn man die Positionen, Geschwindigkeiten und Massen der Sterne an einem bestimmten Punkt kennt, die Bewegungsgleichungen für jede gegebene zukünftige Zeit lösen und ihre zukünftigen Positionen vorhersagen kann.
Bei einem System aus drei oder mehr Körpern ist dies jedoch nicht möglich. Die Bewegungsgleichungen hängen nun empfindlich von den Anfangsbedingungen ab. In einem Zwei-Körper-System führt eine kleine Ungenauigkeit in den Anfangsbedingungen zu einer kleinen Ungenauigkeit in der vorhergesagten zukünftigen Position. Sie können die im Laufe der Zeit zunehmende Ungenauigkeit verfolgen und korrigieren. Bei drei Körpern führt die Ungenauigkeit der Anfangsbedingungen zu einer Ungenauigkeit der zukünftigen Vorhersagen, die mit der Zeit exponentiell zunimmt , was bedeutet, dass nach einer bestimmten Zeitspanne keine Verbindung zwischen Ihren Vorhersagen und den tatsächlichen Positionen besteht. Das ist im Grunde die Definition von Chaos .
Eine wichtige Folge davon ist, dass es in einem solchen System keine stabilen Umlaufbahnen gibt . Früher oder später werden entweder zwei der Sterne kollidieren oder die Körper werden so interagieren, dass die kombinierte Schwerkraft von zwei von ihnen den dritten beschleunigen wird, um der Geschwindigkeit zu entkommen und ihn aus dem System zu werfen, woraufhin die beiden verbleibenden wird sich in einer stabilen binären Umlaufbahn niederlassen. Dasselbe gilt für Systeme mit einer Zahl größer als drei.