Ist es möglich, dass sich zwei Sterne in einer Hufeisenbahn um einen viel größeren Stern befinden?

Ich habe darüber gelesen, dass Saturn zwei Monde hat, Janus und Epimetheus, die alle vier Jahre ihre Umlaufbahnen tauschen . Könnte so etwas in viel größerem Maßstab passieren, aber mit Sternen statt einem Planeten und Monden? Nehmen wir an, Sie hätten einen großen, massereichen Stern, um den zwei rote Zwerge kreisen. Könnten diese beiden roten Zwergsterne in eine Hufeisenbahn geraten und regelmäßig alle paar Jahre ihre Bahnen wechseln?

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Das ist erstaunlich! Ich wusste nicht, dass Janus und Epimetheus das tun. Sehr interessante Frage.
Kann ich das in Celestia visualisieren? Ich habe Probleme, die Bilder zu verstehen. Worin besteht der Austausch? Umlaufbahnradius ändern?
@Alchimista "Swap" erscheint nicht im Link. Es mag eine schlechte Wortwahl sein. Die beiden Monde bewegen sich in etwa auf der gleichen Umlaufbahn. Stellen Sie sich zunächst vor, dass sie einander gegenüberstehen und sich beide um Saturn drehen. Einer driftet langsam zurück, während der andere vorrückt, bis einer aussieht, als wäre er "vor" dem anderen. Dann beschleunigt der Vordere, der „Hintere“ verlangsamt, sie passieren den Moment, in dem sie sich gegenüberstehen, und fahren weiter, bis der, der vorher „vorne“ war, jetzt „hinten“ ist. Wenn Sie eine separate Frage dazu stellen, wie sie sich bewegen, ermöglicht dies eine bessere Antwort.
@uhoh danke für die Erklärung. Ich werde in Celestia nachsehen, da ich vermute, dass die beiden Satelliten dort gehandhabt werden :)
Ich habe (irgendwie) eine Antwort darauf ausgearbeitet, aber sie ist hässlich. Ich debattiere darüber, es zu posten, weil es ziemlich roh ist, aber ich werde es tun, wenn sonst niemand antwortet. Kurz gesagt, es ist unmöglich, dass alle paar Jahre zwei Sterne aneinander vorbeikommen. Die Natur der Hufeisenumlaufbahn erfordert, dass die Umlaufbahnen nahe beieinander liegen, und da die Umlaufgeschwindigkeit ebenfalls nahe beieinander liegt, würde es lange dauern, bis ein Stern den anderen einfängt. Sie würden nach Hunderten oder sogar Tausenden von Umlaufbahnen wechseln, was Jahrhunderte oder Jahrtausende bedeuten würde. Abgesehen vom zeitlichen Rahmen sehe ich keinen Grund, warum dies nicht möglich sein sollte. Unwahrscheinlich vielleicht, aber möglich.
Janus und Epimethius zum Beispiel sind Saturn so nahe, dass sie den Planeten in weniger als einem Tag umkreisen, und es dauert ungefähr 2.000 Umläufe (ungefähr 4 Jahre), bis Janus Epimethius einfängt oder umgekehrt, damit sie wechseln können . Sie tauschen auch nicht genau die Plätze, da Janus massiver ist, sie bewegen sich auf einer theoretischen baryzentrischen Umlaufbahn zwischen ihnen, aber näher an Janus. Epimethius bewegt sich etwa 3,6 km pro 1 km Janus bewegt sich aufgrund der Impulserhaltung.
@uhoh Ich verstehe jetzt, was Austauschen bedeutet. Ich habe Probleme mit dem Hufeisencharakter. Wie soll ich schauen, um das zu sehen? In den Zahlen ist, wie sie manchmal rückläufig sind. Alternativ sehe ich vom rotierenden Planeten aus NICHT, warum sie in Ecyckes erscheinen sollten, die sich zu 360 ° summieren, anstatt sich zu überlappen
@Alchimista Bei 3-Körper-Problemen ist es üblich, zu einem rotierenden Bezugsrahmen zu wechseln. Wenn Sie die beiden Monde in einem Rahmen beobachten, der sich mit einer stetigen, konstanten Geschwindigkeit dreht, bewegt sich ein Mond in Bezug auf diese Drehung möglicherweise langsam vorwärts und der andere langsam rückwärts, aber das passiert nicht in einem nicht rotierenden Rahmen. Stellen Sie es sich (ein bisschen) wie ein Video eines Autorennens vor, das von einem Flugzeug gefilmt wird, das mit der Durchschnittsgeschwindigkeit aller Autos mitfährt. In diesem Rahmen werden einige Autos zwangsläufig rückwärts driften, wenn andere sich vorwärts bewegen.

Antworten (1)

Ja, es ist möglich, aber solche Umlaufbahnen sind wahrscheinlich instabil.

Zum Beispiel in der Zeitung

Ćuk, Matija, Douglas P. Hamilton und Matthew J. Holman. Langzeitstabilität von Hufeisenbahnen. Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society 426.4 (2012): 3051-3056. doi:10.1111/j.1365-2966.2012.21964.x

Es wurde festgestellt, dass Hufeisenbahnen instabil werden, wenn die Masse des zweiten Körpers größer als 1/1200 des ersten Körpers wird. (Es wurde angenommen, dass der dritte Körper eine vernachlässigbare Masse hat).

Die Masse des dritten Körpers ungleich Null wurde kürzlich in einer Diplomarbeit untersucht:

Balaji, Bhaskaran. Massenverhältnisse in stellaren Dreifachsystemen, die Hufeisenbahnen zulassen . Diss. Massachusetts Institute of Technology, 2016. Zusammenfassung , pdf

und es wurde festgestellt, dass zusätzlich zu den Einschränkungen von Ćuk et al. Die Masse des dritten Körpers ungleich Null verringert die Stabilität solcher Systeme weiter, so dass die Lebensdauer der Hufeisenumlaufbahn verlängert wird τ ∝ m 3 − 1 .

Für Sterne würde nur die Kopplung von massereicheren Riesen mit leichteren Roten Zwergen die erste Bedingung erfüllen und dann hätte der dritte Stern niemals eine „vernachlässigbare“ Masse, könnte man schlussfolgern, dass Hufeisenbahnen, wenn alle drei Körper Sterne sind, immer instabil sind. Und für größere Massen kleinerer Sterne wäre die Lebensdauer solcher Umlaufbahnen zu kurz, um solche Umlaufbahnen in unserer Nähe zu erwarten.

Es wäre jedoch wahrscheinlich möglich, stabile Hufeisenbahnen von zwei Sternen (z. B. einem blauen Riesen und einem roten Zwerg) und einem Planeten zu haben.

„Allerdings wäre es wahrscheinlich möglich, stabile Hufeisenbahnen von zwei Sternen (z. B. einem blauen Riesen und einem roten Zwerg) und einem Planeten zu haben.“ Das wäre ein interessantes System für einen Planeten.
Ist es möglich, dass sich zwei Sterne in einer Hufeisenbahn um einen viel größeren Stern befinden?
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