恒星系

ほとんどの多重星系は、階層システムと呼ばれる構造で組織されています。システム内の星は、それぞれがシステムの重心の周りのより大きな軌道を周回する 2 つの小さなグループに分けられます。これらの小さなグループも階層的である必要があり、つまり、さらに小さなサブグループに分けられ、そのサブグループ自体も階層的である、といった具合です。^{[ 13 ]}階層の各レベルは、近接するペアを単一の星であるかのように考えることで、 2 体問題として扱うことができます。これらのシステムでは、軌道間の相互作用はほとんどなく、星の運動はシステムの重心の周りの安定した^{[ 3 ] [ 14 ]}ケプラー軌道に近似し続けます。^{[ 15 ]}

例えば、安定した三連星系は、近接連星系を構成する2つの星と、その連星系の軌道よりもはるかに大きな距離でこのペアの周りを公転する3番目の星から成ります。^{[ 16 ] [ 13 ]}内側の軌道と外側の軌道の大きさが同程度の場合、システムは動的に不安定になり、星がシステムから放出される可能性があります。^{[ 17 ]} EZ Aquariiは、物理的に階層的な三連星系の例であり、外側の星が、さらに2つの赤色矮星からなる内側の連星系の周りを公転しています。

モバイル図

階層的な配置は、エバンス (1968) が「可動図」と呼んだもので整理できます。これは、天井から吊るされた装飾的な可動式のように見えます。可動式の各レベルは、システムがより小さなサイズの 2 つ以上のシステムに分解される様子を示しています。エバンスは、ノードに 2 つ以上の子がある場合、つまり、何らかのサブシステムの分解に同程度のサイズの 2 つ以上の軌道が含まれる場合、その図を多重化と呼びます。多重化は不安定になる可能性があるため、多重星は単純化であると予想されます。つまり、各レベルに正確に 2 つの子があるということです。エバンスは、図のレベル数を階層と呼びます。^{[ 13 ]}

• (b)に示すような階層1のシンプレックス図は、バイナリシステムを表しています。
• 階層2のシンプレックス図は、（c）のような三重システム、または（d）のような四重システムを記述することができる。
• 階層3のシンプレックス図は、4つから8つのコンポーネントを持つシステムを記述することができます。図(e)の可動図は、階層3を持つ4重システムの例を示しています。このシステムは、近接した連星系を周回する単一の遠方コンポーネントで構成され、近接した連星系のコンポーネントの1つはさらに近接した連星系となっています。
• 階層 3 を持つシステムの実際の例として、カストル(アルファ ゲミノルムまたは α ジェムとしても知られる) があります。これは、視覚的には連星に見えるものですが、詳しく調べると、2 つの分光連星で構成されていることがわかります。これだけでは、(d) のように 4 重の階層 2 システムになりますが、より暗く遠方の成分が周回しており、これも近接した赤色矮星連星です。これにより、階層 3 の 6 重システムが形成されます。^{[ 18 ]}
• 1999年現在、AA Tokovininの多重星カタログに現れる最大の階層は4である。^{[ 3 ]}例えば、星Gliese 644AとGliese 644Bは、近接した視覚的連星のように見えるが、Gliese 644Bは分光連星であるため、実際には三重連星である。この三重連星には、より遠方の視覚的伴星Gliese 643と、さらに遠方の視覚的伴星Gliese 644Cがあり、これらはGliese 644ABと共通の運動をしているため、三重連星に重力的に束縛されていると考えられている。これにより、(f)に示されているレベル4の図となるような、五重連星が形成される。^{[ 19 ]}

より高次の階層も可能である。^{[ 13 ] [ 20 ]}これらの高次の階層のほとんどは安定しているか、内部摂動を受けている。^{[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]}複雑な多重星は、理論的には時間とともに、より一般的な観測される三重星や四重星のような、より単純な多重星に崩壊すると考える人もいる。^{[ 24 ] [ 25 ]}

トラペジアは通常、非常に若い不安定なシステムです。これらは星形成領域で形成され、すぐに安定した多重星に分裂し、その過程で構成要素を銀河の高速星として放出する可能性があると考えられています。^{[ 26 ] [ 27 ]}これらは、オリオン星雲の中心にあるトラペジウム星団として知られる多重星系にちなんで名付けられました。^{[ 26 ]}このようなシステムは珍しくなく、明るい星雲の近くまたは内部によく見られます。これらの星には標準的な階層的な配置はありませんが、安定した軌道を求めて競合します。この関係は相互作用と呼ばれます。^{[ 28 ]}このような星は最終的に遠方の伴星との近接連星に落ち着き、以前システムにあった他の星は高速で星間空間に放出されます。^{[ 28 ]}このダイナミクスは、2つの連星群または多重星系の衝突中に放出された可能性のある暴走星を説明できるかもしれません。この出来事は、AE Aurigae、Mu Columbae、53 Arietisを200 km·s ⁻¹を超える速度で放出したとされており、約200万年前のオリオン星雲のトラペジウム星団にまで遡ることができる。 ^{[ 29 ] [ 30 ]} 

多重星の構成要素は、システムの名称にA、B、Cなどの接尾辞を付加することで指定できます。ABなどの接尾辞は、 AとBからなるペアを示すために使用できます。B 、Cなどの文字のシーケンスは、構成要素Aからの距離の順に割り当てることができます。^{[ 31 ] [ 32 ]}既に知られている構成要素の近くで発見された構成要素には、Aa、Baなどの接尾辞を割り当てることができます。^{[ 32 ]}

AA トコヴィニンの多重星カタログでは、移動図の各サブシステムが数字のシーケンスで符号化されるシステムを使用しています。たとえば、上記の移動図 (d) では、最も広いシステムには番号 1 が割り当てられ、その主成分を含むサブシステムには番号 11、その副成分を含むサブシステムには番号 12 が割り当てられます。移動図でこれより下に表示されるサブシステムには、3 桁、4 桁、またはそれ以上の数字の番号が割り当てられます。この方法で非階層的なシステムを記述する場合、同じサブシステム番号が複数回使用されます。たとえば、視覚的成分 A、B、C の 3 つを持つシステムで、どの 2 つもサブシステムにグループ化できない場合、2 つのバイナリ AB と AC を示す番号 1 のサブシステムが 2 つあります。この場合、B と C が後にバイナリに分解された場合、サブシステム番号 12 と 13 が割り当てられます。^{[ 3 ]}

二重星や多重星の現在の命名法は、異なる方法で発見された連星に異なる名称が付けられるため（例えば、視覚連星には発見者による名称、食連星には変光星による名称）、混乱を招く可能性があります。さらに悪いことに、構成要素の文字は著者によって異なる割り当てがされる可能性があり、例えば、ある人のAが別の人のCになることもあります。^{[ 33 ]} 1999 年に始まった議論の結果、この問題に対処するために 4 つの提案されたスキームが生まれました。^{[ 33 ]}

• KoMaとは、大文字と小文字、アラビア数字とローマ数字を用いた階層的な表記体系である。
• アーバン/コービン指定法は、デューイ十進分類法に似た階層的な数値体系である。^{[ 34 ]}
• 逐次指定法は、コンポーネントとサブシステムに発見順に番号を割り当てる非階層的なスキームです。^{[ 35 ]}
• WMC（ワシントン多重星カタログ）は、ワシントン二重星カタログで使用されている接尾辞に、追加の接尾辞文字と数字を付加した階層的な体系である。

指定システムの場合、システム内の階層を識別すると、サブシステムの識別とプロパティの計算が容易になるという利点があります。しかし、既存の階層の上位または中間のレベルで新しいコンポーネントが発見された場合に問題が発生します。この場合、階層の一部が内側に移動します。存在しないことが判明したコンポーネント、または後で別のサブシステムに再割り当てされたコンポーネントも問題を引き起こします。^{[ 36 ] [ 37 ]}

2000年に開催された国際天文学連合の第24回総会において、WMCスキームが承認され、委員会5、8、26、42、45により、これを実用的な統一指定スキームに拡張すべきであると決議された。^{[ 33 ]}その後、赤経30分をカバーするWMCスキームを使用したカタログのサンプルが作成された。^{[ 38 ]}この問題は2003年の第25回総会で再び議論され、委員会5、8、26、42、45、および干渉計作業部会により、WMCスキームを拡張し、さらに発展させるべきであると再び決議された。^{[ 39 ]}

サンプルWMCは階層的に組織化されており、使用されている階層は観測された軌道周期または分離に基づいています。多くの視覚的二重星が含まれているため、これらは物理的ではなく光学的である可能性があり、この階層は見かけ上のものにすぎない可能性があります。階層の第1レベルには大文字（A、B、...）、第2レベルには小文字（a、b、...）、第3レベルには数字（1、2、...）が使用されます。それ以降のレベルでは小文字と数字が交互に使用されますが、サンプルではその例は見つかりませんでした。^{[ 33 ]}

• シリウスは、主系列星であるA型星と白色矮星からなる連星である。
• プロキオンはシリウスに似ている
• ミラは、赤色巨星と白色矮星からなる変光星である。
• デルタ・セファイ(セファイド変数)
• アルマーズ、食連星
• スピカ

• アルファ・ケンタウリは、主連星の黄色矮星と橙色矮星のペア（リギル・ケンタウルスとトリマン）と、外側の赤色矮星プロキシマ・ケンタウリからなる三重星です。リギル・ケンタウルスとトリマンは、アルファ・ケンタウリAB、α Cen AB、またはRHD 1 ABと表記される物理的な連星を形成しており、ABはこれが連星系であることを示しています。^{[ 40 ]}連星の軌道は適度に偏心しているため、構成要素は11 AUまで近づくこともあれば、36 AUまで遠ざかることもあります。プロキシマ・ケンタウリは、（あまり一般的ではありませんが）アルファ・ケンタウリCとも呼ばれ、α Cen ABからずっと遠く（4300～13000 AU）、中心のペアの周りを547,000年（+66,000/-40,000）の周期で公転しています。^{[ 41 ]}
• 北極星、またはこぐま座アルファ星（α UMi）は、三重星系であり、より近い伴星が主星に極めて近い位置にあるため、 2006年にハッブル宇宙望遠鏡によって撮影されるまでは、ポラリスA（α UMi A）への重力の影響からしかその存在が知られていなかった。
• グリーゼ667は、2つのK型主系列星と1つの赤色矮星からなる三重星系である。赤色矮星Cには2個から7個の惑星が存在し、そのうちCcは、未確認のCfとCeとともに、居住可能な惑星である可能性がある。
• HD 188753は、はくちょう座の地球から約 149光年離れたところにある三重星系です。この星系は、黄色の矮星HD 188753A、橙色の矮星HD 188753B 、赤色の矮星HD 188753Cから構成されています。B と C は 156 日ごとに互いの周りを公転し、グループ全体としては 25.7 年ごとに A の周りを公転しています。^{[ 42 ]}
• フォーマルハウト（α PsA、α Piscis Austrini）は、みなみのうお座 にある三重星系です。2013年に、K型フレア星TW Piscis Austriniと赤色矮星LP 876-10が宇宙空間で同じ固有運動をしていることが確認され、三重星系であることが判明しました。主星は、初期の太陽系に似た巨大な塵円盤を持っていますが、その質量ははるかに大きいです。また、ガス惑星フォーマルハウトbも含まれています。同年、三重星LP 876-10にも塵円盤が存在することが確認されました。
• HD 181068は、赤色巨星と2つの主系列星からなる特異な三重星系である。これらの星の軌道は、3つの星すべてが互いに食を起こすような向きになっている。

• カペラは、太陽系から約42光年離れた場所に位置する、一対の巨大星とその周囲を公転する一対の赤色矮星からなる星団です。視等級は約0.08で、夜空で最も明るい星の一つです。
• 4 ケンタウリ^{[ 43 ]}
• ミザールは、1650年にジョヴァンニ・バッティスタ・リッチョーリ^{[ 44 ]、p.1 [ 45 ]}によって観測された最初の連星であるとよく言われるが、おそらくそれ以前にベネデット・カステッリとガリレオによって観測されていた。後に、その構成要素であるミザールAとBの分光観測により^、両方とも連星であることが明らかになった。^{[ 46 ]}  
• HD 98800
• PH1系には、 4つの恒星のうち2つを周回する惑星PH1 b（2012年にZooniverseの一部であるPlanet Huntersグループによって発見された）があり、4つの恒星系に存在する最初の既知の惑星となっている。^{[ 47 ]}
• KOI-2626は、地球サイズの惑星を持つ最初の四重星系である。^{[ 48 ]}
• 約222光年離れた場所に位置するξタウリ（ξタウ、ξタウリ）は、3つの青白色のB型主系列星と1つのF型星からなる分光観測可能な食連星です。2つの星は互いに近接した軌道を描いており、7.15日ごとに1回公転しています。これらの星は、3番目の星の周りを145日ごとに1回公転しています。4番目の星は、他の3つの星の周りを約50年ごとに公転しています。^{[ 49 ]}

• ダビ
• ミンタカ^{[ 50 ]}
• HD 155448 ^{[ 51 ]}
• KIC 4150611 ^{[ 52 ]}
• 1SWASP J093010.78+533859.5 ^{[ 53 ]}

• ベータ・トゥカナエ^{[ 54 ]}
• カストル^{[ 55 ]}
• HD 139691 ^{[ 56 ]}
• TIC 168789840 ^{[ 57 ]}
• アルコルがミザール体系の一部とみなされる場合、その体系は六重組とみなすことができる。

• ジャッバ^{[ 58 ]}
• AR カシオペアエ^{[ 59 ]}
• V871 ケンタウリ^{[ 60 ]}
• アクルックス^{[ 61 ]}

• ガンマ・カシオペアエ^{[ 62 ]}

• QZ カリーナ^{[ 63 ]}

• NASAの今日の天体写真：三重星系（2002年9月11日）
• NASAの今日の天体写真：アルファ・ケンタウリ系（2003年3月23日）
• アルファ・ケンタウリ、エイポッド、2002 年 4 月 25 日