La mayoría de los sistemas estelares son binarios, pero ¿por qué? ¿Por qué se formarían nuevas estrellas cerca de otras y no se distribuirían (relativamente) uniformemente? E incluso si están agrupados juntos, ¿por qué la mayoría son binarios? ¿O son los binarios los que sobreviven, y los sistemas con 3 o más estrellas tienden a ser inestables y chocan rápidamente?
Si es así, ¿qué hace que los sistemas binarios sean estables? ¿Por qué las estrellas no entran simplemente en espiral y chocan, o se separan poco después de la creación?
Las nubes de gas que colapsan se fragmentan en múltiples núcleos porque la masa de Jeans, que determina la masa mínima que se vuelve gravitacionalmente inestable para colapsar, se vuelve más pequeña si la nube es capaz de contraerse sin calentarse demasiado. es decir
Múltiples sistemas con son intrínsecamente inestables a menos que sean jerárquicos. es decir, una estrella en una órbita amplia alrededor de un par cercano puede ser estable, al igual que dos sistemas binarios cercanos que se orbitan entre sí. La condición para la estabilidad es aproximadamente que la separación de la estrella más ancha debe ser de 5 a 10 veces mayor que la del par interior ([depende de las proporciones de masa y excentricidades - Eggleton & Kiseleva 1995 ). En la mayoría de los demás casos, lo que sucede es la expulsión de otras estrellas de un sistema múltiple, dejando atrás un sistema binario Durisen et al. (2001) .
¿Qué hace que un binario sea estable? Vamos a lo que lo haría inestable? No estoy seguro de por qué crees que deberían girar en espiral uno hacia el otro. Esto no puede suceder a menos que haya algún mecanismo de disipación, como las interacciones de las mareas. Las ondas gravitacionales son ineficaces en casi todas las binarias que involucran remanentes estelares compactos. No pueden "separarse" porque están atados gravitacionalmente.
EDITAR: tenga en cuenta que no es cierto que la mayoría de los sistemas sean binarios. La mayoría de los "sistemas" son, de hecho, estrellas individuales. La frecuencia binaria de las estrellas de tipo solar es de alrededor del 50%, es decir, tantas estrellas individuales como binarias; pero la frecuencia binaria para las enanas M mucho más numerosas es probablemente de alrededor del 30 %, por lo que las estrellas individuales superan en número a los sistemas binarios, aunque no está claro si eso es cierto al nacer Duchene y Kraus (2013) .
Dos cuerpos masivos que se orbitan entre sí forman órbitas estables. Esto se llama el "problema de los dos cuerpos". Agregue un tercer cuerpo al sistema y los resultados son órbitas inestables. Es similar al movimiento de un solo péndulo. Un solo péndulo que se balancea hacia adelante y hacia atrás es un sistema lineal con movimiento repetitivo y predecible. Del mismo modo, dos cuerpos que se orbitan entre sí es un sistema lineal. Un péndulo doble es un sistema no lineal donde el movimiento es sensible a las condiciones iniciales. El movimiento resultante es "caótico". De manera similar, un sistema de tres cuerpos para las órbitas es inherentemente caótico. En la naturaleza, es probable que los terceros cuerpos que se forman cerca de otros dos cuerpos sean expulsados del sistema, por lo que solo quedan dos cuerpos. Puedes ver todo esto por ti mismo si juegas Super Planet Crash http://www.stefanom.org/spc/
Después de lo que recuerdo de la clase de astronomía... para que la nube de gas forme una estrella, tiene que superar algunas "dificultades", fuerzas que impiden que se reduzca aún más. En primer lugar, las moléculas deben moverse muy lentamente... solo las nubes frías pueden convertirse en estrellas; de lo contrario, no podrían formar regiones con una mayor concentración de masa que iniciaría todo el proceso de contracción. El siguiente problema es el momento angular. Debido a la contracción y las moléculas que llegan fuera del centro al núcleo en contracción (que más tarde se convertirá en la estrella), inducen una rotación, en algún punto la rotación limitaría una mayor contracción de la nube de gas por la fuerza centrífuga. Por lo tanto, la nube necesita un mecanismo para perder el momento angular... que se realiza por fricción contra el material restante, pero esto lleva mucho tiempo. Los modelos muestran que al construir 2 núcleos que giran entre sí, este impulso se reduce aproximadamente a la mitad y se comparte entre esos núcleos, lo que permite una reducción más rápida de la nube de gas. Agregue lo que dice @Kyle sobre la estabilidad de los sistemas de 2 cuerpos frente a los sistemas de 3 cuerpos y obtendrá su predominio de los sistemas estelares binarios.
MSalters
ProfRob