Problema: espectroscopia de un sistema binario

El problema es:

Para un sistema binario (2 Estrellas) con Período Orbital de PAG = 4.822 d a y s = 416620.8 s mi C o norte d e inclinación i = 90 y con velocidades muy inferiores a 3 .10 8 metro / s . Sus planos orbitales alrededor del Centro de Masa son completamente circulares. tenemos estas líneas en su espectroscopia:ingrese la descripción de la imagen aquí

Y también sabemos que la estrella más pequeña tiene masa. metro = metro s tu norte . encuentra la otra masa estelar y su distancia.

de acuerdo a esto podemos calcular la velocidad (valores absolutos):

Δ λ 1 λ = v 1 C v 1 = 428673 metro / s

Δ λ 2 λ = v 2 C v 1 = 1286020 metro / s

r 1 = 428673 416620.8 / ( 2 π ) = 2.842 10 10 metro

r 2 = 1286020 416620.8 / ( 2 π ) = 8.527 10 10 metro

a partir de saber podemos resolver esta cuestión de dos formas lo que entra en contradicción:

1:

su distancia r = 1.136 10 11 metro

Y también sabemos que pag 2 = 4 π 2 r 3 GRAMO ( metro 1 + metro 2 ) entonces metro 1 + metro 2 = 4.999 10 33 2500 metro s tu norte entonces metro 2 = metro s tu norte y metro 1 = 2499 metro s tu norte

2:

Ecuación del centro de masa: metro 1 r 1 = metro 2 r 2 metro 1 metro 2 = r 2 r 1 y tambien por eso PAG 1 = PAG 2 = PAG en estrellas binarias v 1 v 2 = ω r 1 ω r 2 = r 1 r 2 = metro 2 metro 1 de acuerdo a esto calculamos metro 1 = 3 metro 2 lo cual es una contradicción con la otra solución. ¿cuál es el problema? ¿cual es verdadero?

No sigo completamente lo que estás haciendo en (1), pero si ambas masas fueran iguales, entonces requeriríamos que ambos ejes semi-principales ( r 1 y r 2 ) son iguales, y las velocidades serían las mismas, simplemente por simetría. Y claramente ese no es el caso....
@DilithiumMatrix En (1), calculé r = r 1 + r 2 . y luego calculó la suma de masas. Mi problema es que con este cálculo obtenemos metro 1 + metro 2 = 2500 metro s tu norte y en el otro cálculo, obtenemos metro 1 + metro 2 = 4 metro s tu norte . Entonces debe haber un problema en una de las soluciones.
Algo está mal con los números que has dado (o te han dado). ¿Es posible que el período sea de 4,8 años ?

Respuestas (1)

Supongo que la imagen muestra tres espectros tomados igualmente espaciados en el tiempo. En cuyo caso, el espectro medio se toma en cuadratura con una estrella moviéndose hacia el observador y la otra directamente alejándose (con respecto al centro de masa).

Las respectivas velocidades relativas están dadas por los dos desplazamientos Doppler 18 C / 4199 y 6 C / 4199 .

A partir de esto, podemos decir inmediatamente que la estrella primaria tiene tres veces la masa del Sol, ya que la relación de masa viene dada por el recíproco de las amplitudes de velocidad radial.

Entonces, la separación de los objetos se puede encontrar a partir de la tercera ley de Kepler. Siguiendo con las masas solares, los años y las unidades astronómicas, entonces a 3 = ( METRO 1 + METRO 2 ) PAG 2 = 4 PAG 2 , dónde a es la separación de las estrellas.

El problema aquí es que te han dado una situación físicamente imposible. Los valores absolutos de los desplazamientos Doppler son demasiado grandes para ser producidos por un sistema de este tipo.

De hecho, si sabemos que la masa total es 4 METRO y el período en el que se puede calcular el desplazamiento Doppler máximo de cualquiera de las estrellas. Por ejemplo, para la estrella principal

V metro a X , 1 = ( 2 π GRAMO METRO 2 3 ( METRO 1 + METRO 2 ) 2 PAG ) 1 / 3

Para una relación de masa de 3, la masa total de 4 METRO y PAG = 4.822 entonces V metro a X , 1 = 50.1 km/s, correspondiente a un cambio de longitud de onda de solo 0,7 Angstroms para una longitud de onda en reposo de 4199 Angstroms.