Když dvě hvězdy společně obíhají

Od té doby naše sluneční soustava má jeden hvězda v jeho srdci je logické předpokládat, že všechny hvězdy se tvoří nezávisle a cestují po galaxii samy. Ukazuje se však, že v naší galaxii (a v jiných galaxiích) existuje ve více hvězdných systémech asi třetina (nebo možná i více) všech hvězd. Mohou existovat dvě hvězdy (nazývané binární), tři hvězdy nebo dokonce více.

Na obloze jsou velmi běžné binární soubory (dvě hvězdy obíhající kolem společného středu hmoty). Větší z těchto dvou hvězd v takovém systému se nazývá primární hvězdou, zatímco menší hvězdou je doprovodná nebo sekundární hvězda. Jedním z nejznámějších binárních souborů na obloze je jasná hvězda Sirius, která má velmi matného společníka. Dalším oblíbeným je Albireo, součást souhvězdí Cygnus, labuť. Oba jsou snadno rozeznatelné, ale k zobrazení součástí každého binárního systému je třeba dalekohled nebo dalekohled.

Termín binární hvězdný systém by nemělo být zaměňováno s termínem dvojitá hvězda. Takové systémy jsou obvykle definovány jako dvě hvězdy, které se zdají být v interakci, ale ve skutečnosti jsou od sebe velmi vzdálené a nemají žádné fyzické spojení. Může být matoucí je od sebe oddělit, zejména z dálky.

Může být také docela obtížné určit jednotlivé hvězdy binárního systému, protože jedna nebo obě hvězdy mohou býtoptický (jinými slovy, zvláště ne viditelné ve viditelném světle). Pokud jsou však takové systémy nalezeny, obvykle spadají do jedné ze čtyř následujících kategorií.

Jak už název napovídá, vizuální binární soubory jsou systémy, ve kterých lze hvězdy identifikovat jednotlivě. Je zajímavé, že za tímto účelem je nutné, aby hvězdy byly „ne příliš jasné“. (Samozřejmě, vzdálenost k objektům je také určujícím faktorem, pokud budou jednotlivě vyřešeny nebo ne.) Pokud má jedna z hvězd vysokou svítivost, pak její jas „utopí“ pohled na společník. To ztěžuje vidění. Vizuální binární soubory jsou detekovány pomocí dalekohledů nebo někdy dalekohledem.

V mnoha případech lze jiné binární soubory, jako jsou níže uvedené, označit za vizuální binární soubory, jsou-li pozorovány s dostatečně výkonnými nástroji. Seznam systémů v této třídě tedy neustále roste, protože se díky výkonnějším dalekohledům provádí více pozorování.

Spektroskopie je výkonný nástroj v astronomii. Umožňuje astronomům určit různé vlastnosti hvězd pouhým studováním jejich světla v drobných detailech. Avšak v případě binárních souborů může spektroskopie také odhalit, že hvězdný systém může být ve skutečnosti složen ze dvou nebo více hvězd.

Jak to funguje? Když se dvě hvězdy obíhají, občas se budou pohybovat směrem k nám a od nás u ostatních. To způsobí jejich světlo být blueshifted pak redshifted opakovaně. Měřením frekvence těchto posunů můžeme vypočítat informace o jejich posunech orbitální parametry.

Protože spektroskopické binární soubory jsou často velmi blízko u sebe (tak blízko, že je ani dobrý dalekohled nedokáže „rozdělit“ na sebe, jsou zřídka také vizuální binární soubory. V lichých případech, kdy jsou, jsou tyto systémy obvykle velmi blízké Zemi a mají velmi dlouhá období (čím dále jsou, tím déle je trvá na oběžné dráze jejich společné osy). Blízkost a dlouhá období usnadňují vyhledání partnerů každého systému.

Astrometrické binární soubory jsou hvězdy, které se zdají být na oběžné dráze pod vlivem neviditelné gravitační síly. Druhá hvězda je často velmi slabým zdrojem elektromagnetického záření, buď malým hnědým trpaslíkem, nebo možná velmi starou neutronovou hvězdou, která se otočila dolů pod hranici smrti.

Informace o „chybějící hvězdě“ lze zjistit měřením orbitálních charakteristik optické hvězdy. Metodika hledání astrometrických binárních souborů se také používá k nalezení exoplanet (planety mimo naši sluneční soustavu) hledáním „kolísání“ ve hvězdě. Na základě tohoto pohybu lze určit hmotnosti a oběžné vzdálenosti planet.

V zatmění binárních systémů je orbitální rovina hvězd přímo v naší linii vidění. Proto hvězdy obíhají před sebou, když obíhají. Když hvězda stmívače prochází před jasnější hvězdou, je pozorovaná jasnost systému výrazná "ponoření". Poté, když se stmívací hvězda pohybuje za druhý je menší, ale stále měřitelný pokles jasu.

Na základě časového měřítka a velikosti těchto poklesů lze určit orbitální charakteristiky, jakož i informace o relativních velikostech a hmotnostech hvězd.

Zatmění binárních souborů může být také dobrým kandidátem na spektroskopické binární binární soubory, ale stejně jako u těchto systémů jsou zřídkakdy, pokud se někdy zjistí, že jsou vizuální binární systémy.

Binární hvězdy mohou astronomy hodně naučit o jejich jednotlivých systémech. Mohou také dát vodítko k jejich formaci a podmínkám, za kterých se narodili, protože v porodní mlhovině muselo být dost materiálu, aby se vytvořily a navzájem se nenarušily. Kromě toho v okolí nebyly pravděpodobně velké „sourozenecké“ hvězdy, protože ty by „pohltily“ materiál potřebný pro vytvoření binárních souborů. Věda binárních souborů je stále velmi aktivním tématem ve výzkumu astronomie.

Upraveno a aktualizováno uživatelem Carolyn Collins Petersen.