非等质量的多星系统及黑洞问题探讨

郭今戈

(山西省太原市第五中学,山西 太原 030001)

·问题讨论·

非等质量的多星系统及黑洞问题探讨

郭今戈

(山西省太原市第五中学,山西 太原 030001)

稳定状态下的双星及多星系统的天体运动角速度相同,呈直线型或多边形分布,这是多星系统保持稳定的必要条件,分析多星问题的关键在于受力分析,清晰分辨万有引力半径与圆周运动的向心力半径.本文重点分析稳定状态下非等质量的多星及黑洞的运动问题．

稳定状态；非等质量；多星问题

1 非等质量的双星系统

在银河系中,双星的数量非常多,研究双星,对于了解恒星甚至银河系的形成和演化过程的多样性有重要的意义．双星、多星天体之间的相互作用遵循万有引力定律,运动分析中需使用牛顿第二定律建立方程组求解．

双星系统中一个星体的万有引力由另一个星体提供,双星绕共同的质心运动.它们的向心加速度之比为它们质量的反比．需要关注的是:行星围绕恒星做匀速圆周运动,或者卫星绕行星做圆周运动时,万有引力作用的距离,刚好是行星(或卫星)圆周运动的轨道半径．但是在双星系统中的引力作用的距离与双星运动的轨道半径是不同的,双星系统中两星做圆周运动时的角速度和周期是一定相同的．它们的线速度之比与其各自运行的轨道半径之比相同．

图1 稳定状态下非等质量双星系统

例1.质量为m1、m2的两个星球组成双星,如图1所示,它们在相互之间的万……