Кейс: визуально-спектроскопическая бинарная система имеет орбитальный период 5 лет и полуось проекции 3 а.е.; оцените суммарную массу системы в солнечных массах и обсудите ограничения расчёта, если ориентация орбиты неизвестна

21 Ноя в 10:45
1 +1
0
Ответы
1
Предположим, под «полуось проекции 3 а.е.» подразумевается проекция по лучу зрения из спектроскопии, т.е. asin⁡i=3a\sin i=3asini=3 а.е., а период P=5P=5P=5 лет. Тогда из третьего закона Кеплера (в единицах а.е., лет и солнечных масс)
Mtot=a3P2. M_{\rm tot}=\frac{a^3}{P^2}.
Mtot =P2a3 .
Подставляя a=3sin⁡ia=\dfrac{3}{\sin i}a=sini3 получаем
Mtot=(3/sin⁡i)352=27251sin⁡3i≈1.08sin⁡3i M⊙. M_{\rm tot}=\frac{(3/\sin i)^3}{5^2}=\frac{27}{25}\frac{1}{\sin^3 i}\approx\frac{1.08}{\sin^3 i}\;M_\odot.
Mtot =52(3/sini)3 =2527 sin3i1 sin3i1.08 M .

Минимальная возможная масса (при i=90∘i=90^\circi=90, т.е. край‑направленная орбита) равна
Mmin⁡=2725=1.08 M⊙. M_{\min}=\frac{27}{25}=1.08\;M_\odot.
Mmin =2527 =1.08M .
Для примера: при i=60∘i=60^\circi=60 (sin⁡i=0.866\sin i=0.866sini=0.866) M≈1.66 M⊙M\approx1.66\;M_\odotM1.66M , при i=30∘i=30^\circi=30 (sin⁡i=0.5\sin i=0.5sini=0.5) M≈8.64 M⊙M\approx8.64\;M_\odotM8.64M .
Ограничения расчёта:
- Неизвестен наклон iii → можно получить только нижнюю границу Mmin⁡M_{\min}Mmin ; истинная масса растёт как 1/sin⁡3i1/\sin^3 i1/sin3i и может быть значительно больше.
- Если под «проекцией» имелась проекция на небо (астрометрическая полуось) — нужна параллакс для перевода в а.е.; без полного орбитального решения наблюдаемая мгновенная проекция не равна полувеликой оси.
- Ошибки измерений, эксцентриситет и неопределённость в парраллаксе/массовом соотношении компонентов также влияют на точность. Для точного значения требуется определить наклон (из визуальной орбиты или комбинированного решения SB+VB) и параллакс.
21 Ноя в 11:24
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир