ABC of Astronomy - D is for Double Star

• Mai 11, 2024

Ne-am obișnuit să avem un singur Soare, deci planeta Tatooine din George Lucas Razboiul Stelelor părea exotic cu dublul său soare. Cu toate acestea, cel puțin jumătate din stelele pe care le putem vedea pe cer sunt mai multe sisteme stelare, de obicei duble. În mod confuz, când astronomii vorbesc stele duble ele ar putea însemna fie unul dintre cele două tipuri de perechi de stele - cu adevărat binarele sau doar optice duble.

Optică dublă
Dublele optice sunt artefacte ale observației. Două stele care nu au legătură se întâmplă să se apropie împreună, o aliniere coincidentală atunci când este văzută de pe Pământ. Un exemplu este α Capricorni. În condiții bune de vizualizare, puteți vedea ambele α¹ Capricorni și α² Capricorni fără binoclu. Chiar dacă par destul de confortabile împreună, de fapt α¹ Capacul este la 690 de ani lumină de noi și α² Șapca este la 109 ani lumină. Din cauza distanței sale mari de noi, α¹ Capricorni pare mai slab decât „tovarășul” său, dar este de fapt de peste douăzeci de ori mai luminos.

Binaries
Cele două stele dintr-un sistem binar sunt ținute împreună de atracția lor gravitațională reciprocă. Adesea sunt descriși pur și simplu orbitând unul pe celălalt. Dacă, folosind un telescop sau binoclu, puteți vedea fiecare dintre cele două stele, este o vizual binar. Altfel este un non-vizual binar. Aceasta este o definiție de lucru, deoarece observarea ulterioară sau instrumentele îmbunătățite pot muta un binar de la cea non-vizuală la clasa vizuală.

Încă poate fi dificil de spus dacă aveți o singură stea sau o stea dublă și dacă este dublă, indiferent dacă este binară sau nu. În trecut, a fost imposibilă de cele mai multe ori, astfel încât dublurile optice și binarele s-au împletit.

William Herschel și stele duble
William Herschel (1738-1822) a început o vânătoare sistematică pentru stele duble în 1779. De fapt, el a căutat stele duble când a descoperit planeta Uranus în 1781. Dar nu a fost prima persoană care s-a interesat de dubluri. . Acesta a fost astronomul ceh Christian Mayer (1719-1783).

Presupunerea prevalentă a fost că stelele duble erau împerecheri vizuale ale șanselor. Cu peste 150 de ani înainte ca Mayer să înceapă să studieze stele duble, Galileo a fost primul care a văzut o stea dublă prin telescopul său. El a crezut că dublurile sunt stele fără legătură de-a lungul liniei noastre de vedere și că unghiul dintre ele pare să se schimbe pe măsură ce orbităm Soarele, din cauza paralaxului. (Iată o diagramă care arată ce înțelegem prin paralaxa folosind o stea.)

Mayer nu a fost de acord. El a teoretizat că stelele duble sunt strânse și orbitând între ele. Dar Herschel s-a abonat la viziunea galileană și, în studierea stelelor duble, spera să măsoare distanțele stelare prin paralax. Deși a catalogat mult peste opt sute de stele multiple, a fost pentru o surpriză.

Peste douăzeci de ani după observațiile sale originale, Herschel a reeșurat o serie de dintre ele. Departe de a vedea o paralaxă, în 1803 a anunțat că stelele duble „nu sunt doar duble în aparență, ci trebuie să i se permită să fie adevărate combinații binare de două stele, ținute în mod intim de legătura atracției reciproce”. Herschel a fost creditată cu prima utilizare a termenului binar pentru a descrie astfel de împerecheri. Mai important, a confirmat că gravitația newtoniană a fost la locul de muncă dincolo de sistemul solar.

Binarele non-vizuale
Există modalități de detectare a unui sistem binar, altele decât vizual. Clasele sistemelor binare se bazează mai mult pe mijloacele de detectare decât pe caracteristicile sistemului. Cele două tipuri cele mai frecvente sunt binarele spectroscopice și eclipsante.

Binare spectroscopice
Nimeni nu știa că steaua Mizar a avut un însoțitor invizibil până în 1889. E. C. Pickering (1846-1919) a descoperit-o la Harvard College Observatory, făcându-l pe Mizar să fie primul binar spectroscopic.

Dacă există două stele, există două seturi de linii spectrale. Uneori, acest lucru este suficient pentru a stabili că există un binar. Dar poate exista și o deplasare Doppler pe orbita stelelor. În timp ce un obiect se îndepărtează de noi, acesta are un spectru deplasat în roșu, adică liniile sale spectrale sunt mai aproape de capătul roșu al spectrului luminos. Deplasarea spre noi schimbă liniile spre albastru. (Pentru mai multe detalii, faceți clic pe linkul „Căutarea Exoplanetelor” de sub acest articol.)

Binare eclipsante
Dacă două stele orbitează în linia noastră de vedere, astfel încât una se mișcă în fața celeilalte în timp ce înconjoară, avem un eclipsând binar. Se pare că este o stea cu o ieșire de lumină diferită pe măsură ce cele două stele trec la rândul lor în fața (tranzit) fiecare. Această diagramă arată modul în care lumina variază în steaua variabilă eclipsantă Kepler-16.

Importanța studierii sistemelor binare
Întrucât cel puțin jumătate din stelele pe care le vedem sunt binare, înțelegerea acestora este o parte esențială a cunoștințelor noastre despre evoluția stelară.Astronomii au descoperit binarul protostele, ceea ce sugerează că sistemele cu mai multe stele sunt produse pe măsură ce norul molecular se rupe în timpul formării stelelor. O mare parte din ceea ce știm despre masele stelare provine din sisteme binare, deoarece nu este posibil să se facă o măsurare directă a masei unei stele. Metodele de detectare a acestor sisteme, cum ar fi spectroscopia Doppler și tranzitele, sunt utile și în descoperirea planetelor extrasolare.

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