给定最大和最小距离的二进制系统中分量的质量



我试图计算双星系统中成分恒星的质量。 我只有周期和它们之间的最大和最小距离,并且知道如何使用它们来获得总质量。

据我所知,我认为我需要从其中一颗恒星到重心的距离。

是否可以使用此信息计算构件的每个质量?

感谢您的帮助!

我认为,如果你只有周期T和两颗恒星之间的最大a_max和最小的a_min距离,正如你所指出的,你可以使用公式计算总质量

mass_1 + mass_2 = (2*pi / T)^2 * ((a_min + a_max)^3 / G)

但是,您不能仅根据此信息计算单个质量,因为规定的数据,周期T以及最大a_max和最小a_min距离,是针对恒星的相对位置,而不是个体。

我是什么意思。假设你有两颗恒星,它们的运动具有上面给出的参数。然后,根据牛顿力学,让我们假设您的坐标系位于重心处,如果您表示从重心指向相应恒星的位置向量r1r2,那么运动方程为

(d/dt)^2 r1 = - ( mass_2*G / |r2 - r1|^3 )*(r1 - r2)
(d/dt)^2 r2 = - ( mass_1*G / |r2 - r1|^3 )*(r2 - r1)

如果从第二个向量微分方程中减去第一个向量微分方程,并设置r = r2 - r1,则得到向量微分方程(3个标量微分方程和3个标量变量,相对位置向量的3D坐标r)

(d/dt)^2 r = - ( (mass_1 + mass_2)*G / |r|^3 ) * r

这是描述两颗恒星之间相对位置矢量r的时间演变的经典矢量微分方程。您拥有的信息,周期T以及最大a_max和最小a_min,可用于找到上述最后一个方程的特定解,即r方程,它为您提供了具有规定性质的两颗恒星之间的相对运动r = r(t)。然而,任何一对质量任意mass_1mass_2的恆星的运动,mass_1 + mass_2加起来相同,将为向量微分方程提供解

(d/dt)^2 r = - ( (mass_1 + mass_2)*G / |r|^3 ) * r

在所有此类解决方案中,将有一些具有所需属性: 周期T和最大a_max和最小a_min。观察Ta_mina_max是向量r的性质,而不是单个r1r2的性质,这告诉你你找不到单个质量。

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