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
Предположим, под «полуось проекции 3 а.е.» подразумевается проекция по лучу зрения из спектроскопии, т.е. asini=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=3sinia=\dfrac{3}{\sin i}a=sini3 получаем Mtot=(3/sini)352=27251sin3i≈1.08sin3i 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=2527sin3i1≈sin3i1.08M⊙. 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∘ (sini=0.866\sin i=0.866sini=0.866) M≈1.66 M⊙M\approx1.66\;M_\odotM≈1.66M⊙, при i=30∘i=30^\circi=30∘ (sini=0.5\sin i=0.5sini=0.5) M≈8.64 M⊙M\approx8.64\;M_\odotM≈8.64M⊙. Ограничения расчёта: - Неизвестен наклон iii → можно получить только нижнюю границу MminM_{\min}Mmin; истинная масса растёт как 1/sin3i1/\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.
Mtot=a3P2. M_{\rm tot}=\frac{a^3}{P^2}.
Mtot =P2a3 . Подставляя a=3sinia=\dfrac{3}{\sin i}a=sini3 получаем
Mtot=(3/sini)352=27251sin3i≈1.08sin3i 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∘ (sini=0.866\sin i=0.866sini=0.866) M≈1.66 M⊙M\approx1.66\;M_\odotM≈1.66M⊙ , при i=30∘i=30^\circi=30∘ (sini=0.5\sin i=0.5sini=0.5) M≈8.64 M⊙M\approx8.64\;M_\odotM≈8.64M⊙ .
Ограничения расчёта:
- Неизвестен наклон iii → можно получить только нижнюю границу MminM_{\min}Mmin ; истинная масса растёт как 1/sin3i1/\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.