ABC of Astronomy - D Is for Double Star

• Maj 18, 2024

Vi är vana att bara ha en sol, så planeten Tatooine i George Lucas Stjärnornas krig verkade exotisk med sin dubbla sol. Men åtminstone hälften av stjärnorna vi kan se på himlen är flera stjärnsystem, vanligtvis dubbla. Förvirrande när astronomer pratar om dubbel stjärnor de kan betyda antingen en av två ganska olika typer av stjärnpar - sant binärer eller bara optiska dubbletter.

Optiska dubblar
Optiska dubbletter är artefakter av observation. Två stjärnor som inte har någon koppling dyker upp nära varandra, en sammanfallande inriktning sett från jorden. Ett exempel är α Capricorni. Under bra visningsförhållanden kan du se båda α¹ Stenbocken och α² Stenbocken utan kikare. Trots att de verkar ganska mysiga tillsammans, faktiskt α¹ Cap är 690 ljusår från oss och α² Cap är 109 ljusår bort. På grund av dess stora avstånd från oss, α¹ Stenbocken verkar mörkare än sin "följeslagare", men är faktiskt mer än tjugo gånger mer lysande.

binärer
De två stjärnorna i ett binärt system hålls samman av deras ömsesidiga gravitationsattraktion. De beskrivs ofta helt enkelt som att de kretsar runt varandra. Om du använder ett teleskop eller en kikare kan du se var och en av de två stjärnorna, det är en visuell binär. Annars är det en icke-visuell binär. Detta är en fungerande definition, eftersom ytterligare observation eller förbättrade instrument kan flytta en binär från det icke-visuella till det visuella klassen.

Det kan fortfarande vara svårt att se om du har en enda stjärna eller en dubbel stjärna, och om dubbla, om det är binärt eller inte. Tidigare var det omöjligt för det mesta, så optiska dubblar och binärer klumpades samman.

William Herschel och dubbelstjärnor
William Herschel (1738-1822) inledde en systematisk jakt på dubbelstjärnor 1779. Han letade faktiskt efter dubbelstjärnor när han upptäckte planeten Uranus 1781. Men han var inte den första som intresserade sig för dubblarna . Det var den tjeckiska astronomen Christian Mayer (1719-1783).

Det rådande antagandet var att dubbelstjärnor var chansvisa par. Över 150 år innan Mayer började studera dubbelstjärnor var Galileo den första som såg en dubbelstjärna genom sitt teleskop. Han trodde att dubblar var orelaterade stjärnor längs vår siktlinje, och att vinkeln mellan dem verkar förändras när vi kretsar runt solen på grund av parallax. (Här är ett diagram som visar vad vi menar med parallax med en stjärna.)

Mayer höll inte med. Han teoretiserade att dubbelstjärnor var nära varandra och kretsade runt varandra. Men Herschel prenumererade på den galileiska utsikten, och när han studerade dubbelstjärnor hoppades han kunna mäta stellaravstånd med parallax. Även om han katalogiserade över åtta hundra flera stjärnor, var han i en överraskning.

Över tjugo år efter hans ursprungliga observationer utvärderade Herschel ett antal av dem. Långt ifrån att se en parallax meddelade han 1803 att dubbelstjärnor "inte bara var dubbla i utseende, utan måste tillåtas vara riktiga binära kombinationer av två stjärnor, intimt hålls samman av banden av ömsesidig attraktion." Herschel krediterades med den första användningen av termen binär för att beskriva sådana parningar. Ännu viktigare bekräftade det att Newtons gravitation var på väg utöver solsystemet.

Icke-visuella binärer
Det finns sätt att upptäcka ett annat binärt system än visuellt. Klasserna för binära system baseras mer på detektionsmedel än systemets egenskaper. De två vanligaste typerna är spektroskopiska och förmörkande binärer.

Spektroskopiska binärer
Ingen visste att stjärnan Mizar hade en osynlig följeslagare förrän 1889. E. C. Pickering (1846-1919) upptäckte den vid Harvard College Observatory, vilket gjorde Mizar till den första spektroskopisk binär.

Om det finns två stjärnor finns det två uppsättningar spektrallinjer. Ibland räcker det för att fastställa att det finns en binär. Men det kan också ske en Doppler-förskjutning när stjärnorna går i bana. Medan ett objekt rör sig bort från oss, har det ett rött förskjutet spektrum, dvs dess spektrallinjer är närmare den röda änden av ljusspektrumet. Att gå mot oss förskjuter linjerna mot det blå. (För mer om detta, klicka på länken "Söka efter exoplaneter" nedanför denna artikel.)

Förmörkande binärer
Om två stjärnor går i vår siktlinje, så att den ena rör sig framför den andra när de cirklar, har vi en förmörkande binär. Det verkar vara en stjärna med varierande ljuseffekt när de två stjärnorna i sin tur passerar framför (genomresa) varandra. Detta diagram visar hur ljuset varierar i den förmörkande variabla stjärnan Kepler-16.

Betydelsen av att studera binära system
Eftersom åtminstone hälften av stjärnorna vi ser är binära är förståelse av dem en väsentlig del av vår kunskap om stellar evolution.Astronomer har upptäckt binära protostjärnor, vilket antyder att flera-stjärniga system produceras när molekylmolnet bryts upp under stjärnbildningen. Mycket av det vi vet om stjärnmassor kommer från binära system, eftersom det inte är möjligt att göra en direkt mätning av massan för en enda stjärna. Metoderna för att detektera dessa system, såsom Doppler-spektroskopi och transiter, är också användbara för att upptäcka extrasolära planeter.

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