ABC of Astronomy - D Is for Double Star

• Kan 2, 2024

Vi er vant til å ha bare en sol, så planeten Tatooine i George Lucas Stjerne krigen virket eksotisk med sin doble sol. Likevel er minst halvparten av stjernene vi kan se på himmelen flere stjernesystemer, vanligvis doble. Forvirrende, når astronomer snakker om dobbeltstjerner de kan bety enten en av to ganske forskjellige typer stjernepar - sant binærfiler eller bare optiske dobler.

Optiske dobler
Optiske dobler er gjenstander av observasjon. To stjerner som ikke har noen sammenheng, vises tilfeldigvis nær hverandre, en tilfeldig innretting når de sees fra Jorden. Et eksempel er α Capricorni. Under gode visningsforhold kan du se begge α¹ Steinbukken og α² Steinbukken uten kikkert. Selv om de virker ganske koselige sammen, faktisk α¹ Cap er 690 lysår fra oss og α² Capsen er 109 lysår unna. På grunn av den store avstanden fra oss, α¹ Steinbukken virker svakere enn sin "følgesvenn", men er faktisk over tjue ganger mer lysende.

Binaries
De to stjernene i et binært system holdes sammen av deres gjensidige gravitasjonsattraksjon. De beskrives ofte bare som at de går i bane rundt hverandre. Hvis du ved hjelp av et teleskop eller en kikkert kan du se hver av de to stjernene, er det en visuell binær. Ellers er det en ikke-visuell binær. Dette er en arbeidsdefinisjon, fordi ytterligere observasjon eller forbedrede instrumenter kan flytte en binær fra det ikke-visuelle til det visuelle klassen.

Det kan fortsatt være vanskelig å si om du har en enkelt stjerne eller en dobbelstjerne, og om det er dobbelt, om det er binært eller ikke. I det siste var det umulig mesteparten av tiden, så optiske dobler og binarier ble klumpet sammen.

William Herschel og dobbeltstjerner
William Herschel (1738-1822) begynte en systematisk jakt på dobbeltstjerner i 1779. Han var faktisk på jakt etter dobbeltstjerner da han oppdaget planeten Uranus i 1781. Men han var ikke den første personen som interesserte seg for doblene . Det var den tsjekkiske astronomen Christian Mayer (1719-1783).

Den rådende antakelsen var at dobbelstjerner var tilfeldige visuelle sammenkoblinger. Over 150 år før Mayer begynte å studere dobbeltstjerner, var Galileo den første som så en dobbelstjerne gjennom teleskopet sitt. Han trodde at doblinger var ubeslektede stjerner langs vår siktlinje, og at vinkelen mellom dem ser ut til å endre seg når vi går i bane rundt Solen, på grunn av parallaks. (Her er et diagram som viser hva vi mener med parallax ved bruk av en stjerne.)

Mayer var uenig. Han teoretiserte at dobbeltstjerner var nær hverandre og kretset rundt hverandre. Men Herschel abonnerte på den galileiske utsikten, og da han studerte dobbeltstjerner håpet han å måle stjernestrekninger med parallaks. Selv om han katalogiserte godt over åtte hundre flere stjerner, var han overraskende.

I løpet av tjue år etter hans opprinnelige observasjoner revurderte Herschel en rekke av dem. Langt fra å se en parallaks kunngjorde han i 1803 at dobbelt stjerner "ikke bare var dobbelt i utseende, men må få lov til å være ekte binære kombinasjoner av to stjerner, intimt holdt sammen av båndet til gjensidig tiltrekning." Herschel ble kreditert for den første bruken av begrepet binær for å beskrive slike sammenkoblinger. Enda viktigere er det at det bekreftet at Newtonian gravitasjon var på jobb utenfor solsystemet.

Ikke-visuelle binære filer
Det er måter å oppdage et annet binært system enn visuelt. Klassene for binære systemer er mer basert på deteksjonsmidlene enn egenskapene til systemet. De to vanligste typene er spektroskopiske og formørkende binærarter.

Spektroskopiske binarer
Ingen visste at stjernen Mizar hadde en usynlig følgesvenn før i 1889. E. C. Pickering (1846-1919) oppdaget den ved Harvard College Observatory, noe som gjorde Mizar til den første spektroskopisk binær.

Hvis det er to stjerner, er det to sett med spektrallinjer. Noen ganger er dette nok til å slå fast at det er en binær. Men det kan også være et Doppler-skifte når stjernene går i bane. Mens en gjenstand beveger seg bort fra oss, har den et rødskiftet spektrum, dvs. spektrallinjene er nærmere den røde enden av lysspekteret. Bevegelse mot oss forskyver linjene mot det blå. (For mer om dette, klikk på lenken "Søker etter eksoplaneter" under denne artikkelen.)

Formørkende binærer
Hvis to stjerner går i bane rundt vår siktlinje, slik at den ene beveger seg foran den andre når de sirkler, har vi en formørkelse binær. Det ser ut til å være en stjerne med varierende lyseffekt når de to stjernene i tur og orden passerer foran (gjennomreise) hverandre. Dette diagrammet viser hvordan lyset varierer i den formørkende variabelen stjernen Kepler-16.

Viktigheten av å studere binære systemer
Siden minst halvparten av stjernene vi ser er binære, er det å forstå dem en essensiell del av vår kunnskap om den stjerneutviklingen.Astronomer har oppdaget binær proto, noe som antyder at flere-stjerners systemer produseres når molekylær skyen brytes opp under stjernedannelse. Mye av det vi vet om stjernemasser kommer fra binære systemer, fordi det ikke er mulig å foreta en direkte måling av massen til en enkelt stjerne. Metodene for å oppdage disse systemene, for eksempel Doppler-spektroskopi og transitter, er også nyttige for å oppdage ekstrasolære planeter.

Video Instruksjoner: Star Hopping #2 - Find M31, M33, and the Double Cluster (Kan 2024).