Kiedy dwie gwiazdy krążą razem

Od nasz układ Słoneczny ma singiel gwiazda w jego sercu logiczne jest założenie, że wszystkie gwiazdy formują się niezależnie i podróżują po samej galaktyce. Okazuje się jednak, że około jedna trzecia (a może nawet więcej) wszystkich gwiazd rodzi się w naszej galaktyce (i innych galaktykach) w układach wielogwiazdkowych. Mogą być dwie gwiazdki (zwane układami podwójnymi), trzy gwiazdki lub nawet więcej.

Binaria (dwie gwiazdy krążące wokół wspólnego środka masy) są bardzo powszechne na niebie. Większa z dwóch gwiazd takiego układu nazywa się gwiazdą pierwotną, a mniejsza jest gwiazdą towarzyszącą lub gwiazdą wtórną. Jednym z najbardziej znanych binariów na niebie jest jasna gwiazda Syriusz, która ma bardzo słabego towarzysza. Innym ulubionym jest Albireo, część konstelacji Łabędź, Łabędź. Oba są łatwe do wykrycia, ale do zobaczenia elementów każdego układu podwójnego wymaga teleskopu lub lornetki.

Termin układ podwójny gwiazd nie należy mylić tego terminu podwójna gwiazda.

Identyfikacja pojedynczych gwiazd układu podwójnego może być również dość trudna, ponieważ jedna lub obie gwiazdy mogą nie byćoptyczny (innymi słowy, niezbyt jasne w świetle widzialnym). Gdy takie systemy zostaną znalezione, zwykle należą do jednej z czterech następujących kategorii.

Jak sama nazwa wskazuje, binaria wizualne to układy, w których gwiazdy mogą być identyfikowane indywidualnie. Co ciekawe, aby to zrobić, gwiazdy muszą być „niezbyt jasne”. (Oczywiście odległość od obiektów jest również decydującym czynnikiem, jeśli zostaną one rozwiązane indywidualnie lub nie.) Jeśli jedna z gwiazd ma wysoką jasność, wówczas jej jasność „zagłuszy” widok towarzysz. To utrudnia widzenie. Wizualne pliki binarne są wykrywane za pomocą teleskopów lub czasami lornetki.

W wielu przypadkach inne pliki binarne, takie jak te wymienione poniżej, można uznać za binarne wizualne, gdy są obserwowane przy użyciu wystarczająco mocnych instrumentów. Tak więc lista systemów w tej klasie stale się powiększa, ponieważ coraz więcej obserwacji dokonuje się za pomocą mocniejszych teleskopów.

Spektroskopia jest potężnym narzędziem w astronomii. Pozwala astronomom na określenie różnych właściwości gwiazd po prostu poprzez dokładne zbadanie ich światła. Jednak w przypadku układów binarnych spektroskopia może również ujawnić, że układ gwiezdny może w rzeczywistości składać się z dwóch lub więcej gwiazd.

Jak to działa? Kiedy dwie gwiazdy krążą wokół siebie, czasami będą się zbliżać do nas, a od innych oddalać się od nas. Spowoduje to ich światło być przesunięty na niebiesko następnie przesunięty ku czerwieni wielokrotnie. Mierząc częstotliwość tych przesunięć możemy obliczyć informacje o nich parametry orbitalne.

Ponieważ binaria spektroskopowe są często bardzo blisko siebie (tak blisko, że nawet dobry teleskop nie jest w stanie ich „rozdzielić”, rzadko są to również binaria wizualne. W tych dziwnych przypadkach układy te są zwykle bardzo blisko Ziemi i mają bardzo długie okresy (im bardziej są oddalone, tym dłużej zajmuje im okrążenie wspólnej osi). Bliskość i długie okresy ułatwiają zauważenie partnerów każdego systemu.

Astrometryczne układy binarne to gwiazdy, które wydają się znajdować na orbicie pod wpływem niewidzialnej siły grawitacyjnej. Często druga gwiazda jest bardzo słabym źródłem promieniowania elektromagnetycznego, albo małym brązowym karłem, albo być może bardzo starą gwiazdą neutronową, która opadła poniżej linii śmierci.

Informacje na temat „brakującej gwiazdy” można ustalić, mierząc charakterystykę orbitalną gwiazdy optycznej. Metodologia znajdowania plików binarnych astrometrycznych służy również do znajdowania egzoplanet (planety poza naszym Układem Słonecznym), szukając „chwiejności” w gwieździe. Na podstawie tego ruchu można określić masy i odległości orbit planet.

W zaćmieniach układów podwójnych płaszczyzna orbit gwiazd jest bezpośrednio w naszej linii wzroku. Dlatego gwiazdy krążą przed sobą, krążąc wokół siebie. Kiedy gwiazda dimmera przechodzi przed jaśniejszą gwiazdą, obserwuje się znaczny „spadek” obserwowanej jasności układu. Potem, gdy gwiazda dimmera się porusza za z drugiej strony jest mniejszy, ale wciąż mierzalny spadek jasności.

Na podstawie skali czasowej i wielkości tych spadków można określić właściwości orbity, a także informacje o względnych rozmiarach i masach gwiazd.

Pliki binarne Eclipsing mogą być również dobrymi kandydatami do plików binarnych spektroskopowych, jednak podobnie jak te systemy rzadko są, jeśli w ogóle, wizualnymi systemami binarnymi.

Gwiazdy binarne mogą wiele nauczyć astronomów na temat ich poszczególnych układów. Mogą także dawać wskazówki dotyczące ich formacji i warunków, w jakich się urodzili, ponieważ w mgławicy porodowej musiało być wystarczająco dużo materiału, aby się wzajemnie uformować i nie zakłócać. Ponadto prawdopodobnie nie było w pobliżu dużych gwiazd „rodzeństwa”, ponieważ te „zjadłyby” materiał potrzebny do utworzenia układów podwójnych. Nauka o binariach jest nadal bardzo aktywnym tematem w badaniach astronomicznych.

Edytowane i zaktualizowane przez Carolyn Collins Petersen.