3e Wet van Kepler

Roxanna stelde deze vraag op 08 april 2020 om 06:46.

Goedemorgen,
 
Ik mocht bij een opgave over een dubbelstersyteem via de beide half lange assen (in boogseconden), de omlooptijd en de parallax van het gehele systeem, de absloute magnitude uitrekenen van de begeleidende ster. Dat lukt allemaal prima met behulp vande 3e wet van Kepler en vervolgens de massa-lichtkracht verhouding.

Nu stelde mijn docent echter nog de volgende verdiepingsvragen:
1. Welke ster zal als eerste van de hoofdreeks evolueren? 
2. Als de hoofdster tot witte dwerg is geevolueerd, wat zal er dan met de half lange assen gebeuren?
3. Als de hoofdster is geevolueerd tot een witte dwerg, wat zal er dan gebeuren met de omlooptijd?

Het antwoord bij vraag 1 is uiteraard degene met grootste massa, in deze opgave is dat de hoofdster met 0,96 zonsmassa's.
Maar bij vraag 2 en 3 loop ik wat vast met de 3e wet van Kepler; de witte dwerg is een kleine hete ster met een grote dichtheid; is de massa dan wel veranderd van de ster? nee toch? als de half lange assen hetzelfde blijven, blijft de omlooptijd gelijk, deze hebben immers een veel grotere invloed op T dan de massa. Toch?

Maar stel de massa van een ster (in een dubbelstersyteem) neemt toe door bijvoorbeeld accretie, verandert dan de half lange as? Want ik lees wel eens van sterren die sneller om elkaar heen gaan draaien en dat komt dan toch omdat ze dichter bij elkaar staan?

Ik hoor het graag!

Groetjes,
Roxanna

Reacties

Theo de Klerk op 08 april 2020 om 07:41
Witte dwergen zijn (volgens de theorie van vandaag) meestal het overblijfsel van een ster die het rode reuzen stadium is gepasseerd en via een nova of supernova de buitenste schillen met kracht afschiet. In dat proces worden bijna alle elementen boven ijzer gevormd. En in verschillende hoeveelheden. Zie https://www.natuurkunde.nl/artikelen/3514/verval-van-elementen
Maar de massa van een witte dwerg is dus minder dan waarmee de ster ooit begon. Berekend is dat voor sterren van een zonsmassa, de resulterende witte dwerg ongeveer 0,65 zonsmassa's heeft.

In een dubbelster zal daarbij een deel van de uitgeworpen materie door de partner worden ingevangen die daardoor veel meer massa krijgt. Dit massa verzamelen kan ook al tijdens het "gewone" leven als de onderlinge afstand klein is en getijdenwerking de overdracht veroorzaakt. Zo kunnen sterren ook samensmelten (en zwarte gaatjes een groot gat worden).
De onderlinge afstand (of eigenlijk: ieders afstand tot het gemeenschappelijke zwaartepunt of barycentrum) zal door deze massa uitwisseling en massaverlies (niet alles wordt door de partner opgezogen) veranderen.
Misschien wel een leuke oefening om dit "gedraai" in Coach te simuleren.
Roxanna op 08 april 2020 om 07:52
Hartstikke bedankt!!

Groet
Roxanna
Theo de Klerk op 08 april 2020 om 10:02
Een andere, diepgaande, vraag m.b.t. de Kepler wet in hemelmechanica staat nog in https://www.natuurkunde.nl/vraagbaak/63063 als je nog meer verdieping zoekt.
Roxanna op 08 april 2020 om 11:51
Beste Theo,

Ja, fijn bedankt! vooral die pdf's zijn wel handig.

Maar even ter controle van mijn begrip; als er in de een dubbelster systeem 1 vd massa's  afneemt (doordat deze ster een witte dwerg) wordt; verplaatst het CM.  De half lange as neemt dan (iets) toe bij de desbetreffende ster. En dus neemt de omlooptijd ook toe (maar dan deze toename van a tot de derde macht) 
Of maak ik nu een denkfout?

Groet,
Roxanna
Theo de Klerk op 08 april 2020 om 12:16
De positie van het CM op de verbindingslijn tussen beide sterren zal zich verplaatsen in de richting van degene die het zwaarst is (werd of bleef). De afstanden van elke ster tot dat CM zal dus veranderen en daarmee de straal (in ideale cirkelbaan) en lange as (in realistischer ellipsbaan).
Ik denk dat je dat goed ziet.
Roxanna op 08 april 2020 om 12:27
ok, fijn, bedankt!! 

Groet,
Roxanna

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Ariane heeft vijfentwintig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Ariane nu over?

Antwoord: (vul een getal in)