Tesni dvojni sistemi


Tesni dvojni sistemi (TDS), kao posebna grupa dvojnih zvezda kod kojih su komponente međusobno toliko blizu da se nalaze (bar tokom određenog stadijuma evolucije) i u neposrednoj fizičkoj interakciji (razmeni materije i energije), deli se na tri podgrupe:
a) razdvojene,
b) polukontaktne i
c) kontaktne sisteme,
u zavisnosti od toga da li ni jedna, jedna ili obe komponente, redom, ispunjavaju svoj Rošov oval. Karakterističan izgled tesnih dvojnih sistema prikazan je na slici. Vidimo da zvezde u tesnim dvojnim sistemima usled plimskog dejstva mogu biti značajno deformisane, odnosno mogu znatno odstupati od sfernosimetričnog oblika na koji smo navikli.


Kontaktni tesni dvojni sistemi predstavljaju sisteme kod kojih obe komponente ispunjavaju svoje unutrašnje Rošove ovale. Zvezde koje su dovoljno blizu mogu doći u kontakt smanjenjem orbite usled gubitka ugaonog momenta ili prenosa masa, kao i delovanjem raznih drugih mehanizama. Iako postoje kontaktni TDS koje čine zvezde ranih spektralnih klasa O, B i A, sa omotačima u ravnoteži zračenja, velika većina kontaktnih sistema potpada pod zvezde tipa W Ursae Majoris (W UMa) - sisteme sa zvezdama poznih spektralnih klasa od F do K, koje imaju zajednički konvektivni omotač. Jedna od osnovnih karakteristika kontaktnih TDS jesu približno iste efektivne temperature zvezda, iako je masa primarne komponente obično znatno veća - od dva puta u proseku, do deset puta u slučaju kontaktnih sistema sa ekstremno malim odnosom masa q = M2/M1 << 1.


Podgrupe tesnih dvojnih sistema (slika je nacrtana pomoću programa Mathematica 5.0).

Dvojne zvezde

Dvojne zvezde se obično svrstavaju u jednu od tri osnovne grupe prema načinu utvrđivanja njihove dvojnosti:
1) vizuelne,
2) spektroskopske i
3) eklipsne dvojne zvezde.
Često se, međutim, ovoj klasifikaciji dodaje i četvrta grupa a to su upravo
4) tesni dvojni sistemi (TDS).




Tesni dvojni sistemi sa ekstremno malim odnosom masa, tipa W UMa, predstavljaju izuzetno zanimljive dvojne zvezde kod kojih se u kontaktu nalaze "normalna" zvezda sunčeve ili nešto veće mase, i "patuljak" daleko manje mase. Ranija teorijska istraživanja pokazala su da postoji minimalni odnos masa qmin iznad kojega su ovi TDS stabilni i moguće ih je posmatrati. Ako je odnos masa u sistemu manji od qmin, ili ekvivalentno ako je orbitalni ugaoni momenat samo oko tri puta veći od ugaonog momenta rotacije primarne (masivnije) komponente u sistemu, sistem postaje nestabilan (Darvinova nestabilnost) i dolazi do sudara u kojem dvojni sistem prestaje da postoji i nastaje jedna brzorotirajuća "plava" zvezda. Posmatranja, međutim, pokazuju da postoje TDS sa odnosom masa manjim od dobijene vrednosti za qmin. Prema teoriji ovakvi sistemi ne bi trebalo da budu posmatrani.



Prikaz jednog kontaktnog sistema sa malim odnosom masa (slika je nacrtana pomoću programa Mathematica 5.0).


Odabrani naučni radovi


B. Arbutina:
THE MINIMUM MASS RATIO OF W UMA-TYPE BINARY SYSTEMS,
2007, Mon. Not. R. Astron. Soc., 377, 1635
B. Arbutina:
POSSIBLE SOLUTION TO THE PROBLEM OF THE EXTREME MASS RATIO W UMA-TYPE BINARIES,
2009, Mon. Not. R. Astron. Soc., 394, 501