恒星を重力中心とし、複数の軌道天体が階層的・安定的な宇宙構造を形成する体系。
定義
恒星系とは、中心恒星とその重力圏内で運動する軌道天体群(惑星、衛星、小惑星、彗星、星間塵、デブリ円盤等)から構成される天文学的な構造体系である。全ての構成要素は主星の重力ポテンシャルによって力学的に結合されている。
構造
恒星系は階層構造を有する:地球型惑星は内側軌道に、巨大ガス惑星は中間軌道に位置し、外縁部にはカイパーベルトやオールト雲が分布する。衛星系を伴う惑星も存在し、初期段階では原始惑星系円盤が観測される。重力中心は恒星が占め、他要素は軌道力学に従って配置される。
重力ダイナミクス
系の安定性は多体重力相互作用に依存する:恒星が軌道パラメータを決定し、惑星は衛星の潮汐固定に影響を与え、エッジワース・カイパーベルト天体は摂動を受ける。この階層化された重力ネットワークが系の長期的安定を維持する。
進化
恒星系は分子雲の重力崩壊から始まり、原始星・原始惑星系円盤を経て、降着過程により軌道天体が形成される。進化過程では惑星移動、質量散逸、軌道共鳴等の力学現象が発生。最終段階では恒星の進化(赤色巨星段階等)が系全体の再構築を引き起こす。
多様性と境界
単独星・連星系、惑星配置、微天体帯の有無等により多様性を示す。系の境界はヒル球半径(恒星重力が星系間物質に対して優位な領域)で定義される。