恆星系統

恆星系統是指由恆星和圍繞它運轉的行星構成的天體系統。

系統的形成、運轉有一定的規律性和周期性。我們所生存的地球就位於太陽系這個恆星系統內。

隨著恆星系統的演變而產生的變化。

由兩顆恆星組成的恆星系統稱為聯星、聯星系統或物理雙星。如果沒有潮汐效應、其它力量的攝動、和從一顆恆星至另一顆恆星的質量的傳輸，這樣的系統是穩定的，並且兩顆星會在以質心為焦點的橢圓軌道上互繞著(參見二體問題)。

聯星的例子有天狼星、南河三和天鵝座X-1，而最後的這個可能是一個黑洞。

聚星或物理聚星是超過兩顆以上恆星組成的系統。聚星系統如果由三顆恆星組成，就稱為三合星、三重星或三元星；四顆星的系統稱為四重星 或四合星；五顆星組成的稱為五重星；六顆星組成的稱為六重星；七顆星組成的稱為七重星，依此類推。這些系統都遠小於有100至1,000顆恆星，動力學系統更複雜的疏散星團。

但如果這個系統由階式模型來運行，那麼它有可能是穩定的。在階式模型系統內，若干恆星按幾個子系統運行，幾個子系統作為一個整體在更大的軌道上繞著質心運轉；子系統可能還可以再分為更小的次系統，有時甚至可以繼續細分下去。

在這種情況下，各個恆星將持續地以更穩定的開普勒式軌道繞著系統的質心運行。不同於擁有數量龐大恆星的星系和星團而更為複雜的動力學系統。

目前的三合星系統通常都是階式模型：這些系統一般可以分成一對聯星和一顆較遠的伴星。比鄰星系就是一個典型的例子（不同於小說中更近似三體問題的模型）。

有著更多恆星的聚星系統也都是階式模型。

南門二（比鄰星系）

這個系統就是《三體》的原型，可以參考上一節的敘述。其中的聯星系統由半人馬座α的A星和B星組成，那個伴星則是大家熟知的比鄰星。比鄰星最近距太陽4.2光年，而聯星系統距太陽4.6光年。

Gliese667

這個系統也屬於典型的2+1式模型。其中的伴星667C有數顆衛星，其中第三顆行星667Cc是可能的宜居行星。

HD 188753

這個系統反了過來，伴星的質量更大，聯星系統圍繞這顆伴星運轉。已知聯星系統內部的兩顆恆星轉一周需要158天，圍繞伴星公轉需要25.7年。

此外還有更多的三合星系統。

長蛇座ε

獵戶座θ1

獵戶座σ

天鷹四

北河二(雙子座α)

這個系統可以分為三個聯星系統，即2+2+2。其中一對聯星系統以類似聯星的方式互相圍繞著運行，另一個聯星系統在較遠的距離上圍繞著兩個系統運行，即(2+2)+2。

ADS 9731

這個系統可以分為兩個三合星系統，即3+3。其中的兩個子系統的結構相同，都是一個伴星圍繞著一個聯星系統，即(2+1)+(2+1)。

開陽星

房宿二

仙后座AR

理論上，模擬一個聚星系統比模擬聯星系統更困難，當多體問題的動力系統介入時，可能呈現渾沌的行為。許多小集團的恆星被發現是不穩定的，一旦發生一顆星與另一顆星過度的接近，便會發生加速而會從系統中逃逸掉。如果這個系統出現埃文斯所謂的階式模型，還是有可能穩定。

在階式模型系統內，恆星被分成兩個小集團，各自在較大的軌道上繞著共同的質心運轉；每個小集團也都是階式模型，意味著小集團又必需再分為更小的次集團，而且一質如此的細分下去。在這樣的情況下，各個恆星的運動將持續的以接近穩定的軌道，遵循開普勒的軌道繞著系統的質量中心。不同於擁有數量龐大恆星的星系和星團而更為複雜的動力學系統。

藝術家臆測的HD 188753軌道，是一個三合星系統。

許多已知的聚星系統都是三合星；更多星的聚星系統則隨著恆星數量的增加而呈指數性的減少。例如，在1999年修訂的Tokovinin目錄 中列出的物理聚星， 728個系統中有551個是三合星。但是因為選擇效應，我們在這些知識上的統計常是殘缺不全的。

由於前面提到在動力學上的不穩定，三合星通常都是階式模型：它們包含兩顆靠近的聯星對和一顆距離較遠的伴星。有著更多恆星的聚星系統也都是階式模型。目前所知最多的是六重星系統，例如北河二(雙子座α)，它是一對聯星以更遠的距離繞著另一對各自也是聯星的聯星系統。另一個六顆星的系統是ADS 9731，它由兩對三合星組成，每一對都是伴隨著一顆單獨恆星在軌道上運轉的光譜聯星。

據國外媒體報道，按照現代科學的定義，所謂的恆星系統通常是指那些擁有一顆恆星並且在其周圍還運行著一至數十顆各種類型行星的天體結構。所有的恆星系統（其中也包括太陽系）都遵循著一個最主要的條件：中心是一顆巨大且炙熱的恆星。當然，個別恆星系中會擁有兩顆恆星，即所謂的雙恆星系統。但是，從現在開始，上述觀點將不得不進行必要的修正－－“斯匹策”紅外空間望遠鏡日前首次發現了一個由四顆“太陽”組成的恆星系統。起初，“斯匹策”望遠鏡先是觀測到了一個圍繞雙恆星系統旋轉的體積異常巨大的氣態塵埃圓盤。通常情況下，在這類圓盤構造中都儲存著用於孕育行星、小行星和其他天體的“建築材料”。然而，隨後的觀測卻令科學家們感到萬分震驚：在該圓盤構造中居然還存在著兩顆恆星，並且它們的引力還對圓盤的運行產生了顯著影響。

美國宇航局的天文學家們表示，“斯匹策”望遠鏡發現的圓盤結構由兩個環組成。這意味著，今後在這一擁有四個“太陽”的恆星系統中將會分佈兩條行星帶。如果在該恆星系中的某顆行星上有生命存在，那麼他們將會同時看到四顆“太陽”。據介紹，這個獨一無二的恆星系統的編號為HD 98800B，距離地球約1000萬光年。同時，該系統顯得非常“孤單”－－距離其最近的星座長蛇星座也要在150光年之外。

NASA指出，儘管HD 98800B系統中的四顆恆星之間都存在著引力作用，但每對恆星之間的距離卻非常大，接近50個天文單位（一個天文單位相當於地球與太陽的平均距離，約1.5億公里，與冥王星到太陽的距離相當。對這一奇特系統更進一步的觀測表明，在構成圓盤的兩條環中，一條距離中心的兩顆恆星約5.9個天文單位，另一條則距離約1.2個天文單位。不過，在較近的環狀結構中卻未必會演化出行星，其最有可能成為小行星和彗星的搖籃。而在另一條環狀結構中則非常有可能孕育出行星。

加利福尼亞大學的天文生物學家埃利斯·費爾蘭表示：“通常來說，當在原始的行星盤中形成自由的運行通道后，就意味著行星的形成。但是在HD 98800B系統中卻存在著兩個相對獨立的原始行星盤，並且它們還要受到四顆恆星引力的影響。”

計算結果表明，在數百萬年之後，HD 98800B中將會誕生首批行星系統。