№ 10.4 / 11.4Задача 10.4 / 11.4
- Условие. Двойная звезда состоит из одинаковых компонент, каждая из которых вдвое тяжелее Солнца, движущихся по круговым орбитам вокруг общего центра тяжести. При наблюдении с Земли угловое расстояние изменяется от 2″ до 4″ с периодом в 10 лет. Найдите расстояние до двойной звезды.
Решение
Перейдем для простоты в систему отсчета, связанную с одной из звезд. В этом случае вторая обращается вокруг нее по круговой траектории. Так как расстояние между звездами постоянно, видимое угловое расстояние между ними может изменяться только изза эффекта проекции, связанного с тем, что мы наблюдаем систему под углом.

Как видно из рисунка, когда угловое расстояние между звездами достигает максимума (4″), прямая, соединяющая их, перпендикулярна направлению на Землю. Но это происходит дважды за орбитальный период звезд T, составляющий, таким образом, 20 лет. Если выразить суммарную массу звезд M в массах Солнца (она будет равна 4), то расстояние между звездами, выраженное в астрономических единицах, составляет
$$a = (T^2 M)^{1/3} = 11.7.$$
Расстояние в 11.7 а.е. видно с Земли под углом 4″, следовательно, двойная звезда находится в 2.9 пк от нас.
Ответ
двойная звезда находится в 2.9 пк от нас