《高一物理必修2》6.4 万有引力定律理论的成就 专题2：三星和四星系统 同步专项练习

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专题 2：三星和四星系统
【知识方法——重点突出】
一、三星系统
1.概念：
是指有三颗恒星组成的恒星系统，一般是由一对双星和另一颗距离较远的星组成
的一个双星系统，也就是两层双星系统的叠套。这三颗恒星的距离相对于其他恒星很
远，因此三星系统受其他星体引力影响通常忽略不计。
所研究星体的万有引力的合力提供做圆周运动的向心力，除中央星体外，各星体
的角速度或周期相同．
2.三星模型：
（1）三颗星位于同一直线上，两颗环绕星围绕中央星在同一半径为
R
的圆形轨道上运
行(如图甲所示)．
（2）三颗质量均为
m
的星体位于等边三角形的三个顶点上(如图乙所示)．
3.实例：
（1）距离太阳系最近的恒星系统，半人马座 α 星(南门二)就是一个三星系统，主星
为黄矮星半人马座 α 星 A 和橙矮星半人马座 α 星 B 组成的双星，伴星为较远的红矮
星:半人马座 α 星 C，又名比邻星。A 和 B 是物理上的双星，轨道离心率极高，使它们
接近时有 11 AU 而遥远时可达 36 AU。比邻星离它们很远(大约 15,000 AU)，相比于 A
和 B 之间的距离。虽然这种距离相对于其他星际距离仍然较小，但是比邻星是否真的
以引力吸住 A 和 B 则颇具争议。
（2）著名的北极星也是一个三星系统。主星是一个巨星，它有两颗较小的伴星。距离
主星较近的伴星由于太接近了，而在 2006 年哈勃太空望远镜拍摄后，我们才只能从它
对北极星 A 的引力影响中知道它的存在。
（3）格利泽 667(Gliese 667)是天蝎座的一个三恒星系统，离地球大约 6.97 秒差距
(22.7 光年)。A 和 B 是一对橙矮星组成的双星，C 是一颗红矮星。C 星的行星格利泽
667Cc 质量是地球的 4.5 倍，和恒星的距离正好使得它能够接受到适合人类居住的光
热，是可能的宜居星球。如果人类可以在它上面居住，将会看到天空中有三个太阳。
（4）HD 188753 是一个物理三星系统，离地球约 149 光年，位于天鹅座中。此系统由
黄矮星 HD 188753A、橙矮星 HD 188753B 和红矮星 HD 188753C 组成。B 和 C 以 156 天的
周期互相围绕着公转，并且一起每 25.7 年围绕 A 公转一圈。一颗太阳系外类热木星行
星以极接近 A 的轨道公转。
4.意义：
三星系统在宇宙中有很多，形成的年代也不同，因此对于三星系统的研究，和对
双星系统的研究一样对银河系及宇宙的演化有着重要的意义。
二、四星系统
宇宙当中的星体主要分为行星和恒星两种，其中恒星的质量通常比较大而行星的
质量通常比较小，而且行星通常是围绕恒星旋转的。宇宙中大部分的恒星，基本上都
是以“双星系统”存在，也就是两颗恒星围绕同一个中心互相旋转。像太阳这样单独
存在的恒星，以及遥远的半人马座的“三星系统”，一般很少见。
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