三合星系统是由三颗恒星形成的吗,具体是什么样子的?
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发布时间：2022-04-29 09:16
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时间：2022-06-25 08:20
在我们银河系中，有不少三颗恒星组成的三合星系统，比如目前的北极星（勾陈一）、半人马座α星（南门二）、HD 188753，格利泽667等等，它们的绕行方式各有特点，但是对于差不多质量的三颗恒星，是很难在实际中长期稳定绕行的。
三合星系统
在我们银河系中，有近2000亿颗恒星，据估计，这些恒星当中的有超过一半的处于聚星系统当中，也就是由两颗或者两颗以上恒星相互绕行形成的天文系统，其中双星系统是最多的，三合星系统也有不少，比如距离太阳系最近的南门二，就是一个典型的三合星系统。
根据牛顿力学的描述，三颗恒星相互绕行属于典型的多体问题，在理论上处于混沌状态，极易受微小影响导致轨道发生巨大变化，使得三体问题不存在固定的解，只有当三颗恒星的质量相差较大时，形成*性三体问题，这样比较容易形成长时间稳定的三合星系统。
在理论上，三颗恒星的质量越相近，就越难形成长期稳定的系统，如果三颗恒星的质量完全相等，就只有几个特殊的情况能稳定存在，比如平面中三颗恒星形成等边三角形，然后绕三角形中心旋转，或者三颗恒星在一条8字轨道上运行。
如果在三维空间中将更加复杂，对于三颗质量完全相等，初始参数又刚好形成稳定轨道的情况，在实际当中几乎是不可能发生的。
北极星
目前的北极星是勾陈一，勾陈一是典型的三合星系统，距离地球434光年，在古代人们一直以为勾陈一是一颗独立的恒星，在200多年前，英国天文学家赫舍尔用望远镜发现勾陈一存在一颗亮度较大的伴星——勾陈一B，两者距离为3600亿公里。
直到2006年，哈勃天文望远镜又发现其中一颗较小质量的伴星——勾陈一AB，距离勾陈一27亿公里。三者的绕行关系如图中所示。
半人马座α星
半人马座α星在中国古代称之为南门二，是距离太阳系最近的恒星系统，有大约4.2光年，也就是大刘《三体》中描述的三体星系。
半人马座三星的绕行方式和北极星完全不同， 半人马座α星A和 半人马座α星B相互绕行，然后小质量的比邻星在远处，绕着两颗大质量恒星的质量中心运行，三颗恒星的质量分别是太阳质量的110%、90%和12%。
格利泽667
格利泽667是距离地球22.7光年的一个三合星系统，视星等只有5.89，其中格利泽667A（0.75⊙）与格利泽667B（0.65⊙）形成偏心轨道相互绕行，然后格利泽667C（0.38⊙）在远处绕前面两颗恒星运行，类似半人马座α星的绕行方式。
三合星系统的世界
对于三合星系统，在任意一颗恒星周围，也是可能形成行星的，比如半人马座α星B周围就存在一颗行星，比邻星周围至少存在两颗行星，在三合星系统HD 188753当中，主星也至少存在一颗行星。
如果恰好在某颗行星上形成了高级生命，那么在它们看来，天上就有三颗“太阳”，而且每颗太阳的亮度随着时间变化，就如《三体》当中三体文明的遭遇一样。
在我们银河系中，除了三合星之外，还存在四合星，五合星，六合星，七合星等等，其绕行方式也更加复杂；比如北斗星当中的开阳星，就是一个七合星系统，开阳主星和开阳辅星各自又是双星系统，其中开阳主星中的子星一又是一个三合星，子星二则是一对密近双星。
