三体星系运动规律,现实中的三体星系

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包括半人马座α在内的大部分三合星轨道都是分层的，内层是一个紧密的双星系统，外层则是一颗单独的恒星。通常情况下，外层轨道的半径要比内层轨道大得多，因此内层的双星系统可以视为一个质点，并不存在三体运动的问题。如果内外轨道的大小相当，那么这个系统是不稳定的，会有一颗恒星被弹出去，形成一个稳定的双星系统。

三合星轨道示意图

在半人马座α中，A星的质量是太阳的1.1倍，B星的质量是太阳的0.9倍，两者间距离为11.2-35.6个天文单位。而比邻星的质量只有太阳的八分之一，距离A星和B星组成的双星系统约1.2万个天文单位。由于质量过小而且距离太远，因此在计算与比邻星的引力时，A星和B星组成的双星系统基本可以视为一个质点，也就不存在三体问题了。

在某种意义上，比邻星就是被A星与B星的引力弹出来的，在很长一段时间内科学家们都在争论，比邻星到底是一颗单独的恒星，还是三合星系统中的一部分。

天鹅座HD 188753也是类似情况，不过该系统的A星质量较大，而质量较小的B星和C星组成了一个双星系统与A星互绕。B星与C星之间的距离约为0.6个天文单位，距离A星约12个天文单位。

HD 188753轨道示意图

另一种情况则是类似于北极星，主星北极星A的质量约为太阳的5.4倍，北极星Ab和北极星B的质量略大于太阳，分别在距离主星20个天文单位和2400个天文单位的轨道运行。

至于《三体》中提到混沌的三合星系，目前在自然界中还没有发现，可能是因为这种系统是无法长期存在的，很快形成一个稳定的双星系统，或者会有恒星被甩出去。

另外，自然界还发现过四合星系，比如HD 98800，这种系统看起来复杂，其实只是两组双星系统互绕，也是有解的。

HD 98800示意图

从理论上说，宇宙中还可能存在更复杂的多星系统，比如五重系统、六重系统乃至十一重体系，不过相关的研究还有争议，很难判断这些恒星之间究竟有没有相互旋转的运动关系。