Å se Double: Binary Stars

Stjernebildet Cygnus med Deneb ved svanens hale (øverst) og Albireo (dobbeltstjernen) ved nesen til svanen (nederst). Albireo er en av de mest kjente dobbeltstjernene på jordens himmel. Carolyn Collins Petersen

Siden vårt solsystem har en singel stjerne innerst inne er det logisk å anta at alle stjerner dannes uavhengig og reiser alene gjennom galaksen. Imidlertid viser det seg at omtrent en tredjedel (eller muligens enda flere) av alle stjerner er født i vår galakse (og i andre galakser) eksisterer i flerstjernesystemer. Det kan være to stjerner (kalt en binær), tre stjerner eller enda flere.

Mekanikken til en binær stjerne

Binærer (to stjerner som går i bane rundt et felles massesenter) er svært vanlige på himmelen. Den største av de to stjernene i et slikt system kalles primærstjernen, mens den minste er følgestjernen eller sekundærstjernen. En av de mest kjente binærfilene på himmelen er den lyssterke stjernen Sirius, som har en veldig svak følgesvenn. En annen favoritt er Albireo, en del av stjernebildet Cygnus, Svanen. Begge er lette å få øye på, men det krever teleskop eller kikkert for å se komponentene i hvert binærsystem.

Begrepet binært stjernesystem må ikke forveksles med begrepet dobbeltstjerne. Slike systemer er vanligvis definert som to stjerner som ser ut til å samhandle, men som faktisk er svært fjernt fra hverandre og har ingen fysisk forbindelse. Det kan være forvirrende å skille dem fra hverandre, spesielt på avstand.

Det kan også være ganske vanskelig å identifisere de individuelle stjernene i et binært system, da en eller begge stjernene kan være ikke- optisk (med andre ord ikke spesielt sterkt i synlig lys). Når slike systemer blir funnet, faller de vanligvis inn i en av fire følgende kategorier.

Visuelle binære filer

Som navnet antyder, er visuelle binærfiler systemer der stjernene kan identifiseres individuelt. Interessant nok, for å gjøre det, er det nødvendig at stjernene er 'ikke for lyse'. (Selvfølgelig er avstanden til objektene også en avgjørende faktor om de vil løses individuelt eller ikke.) Hvis en av stjernene har høy lysstyrke, vil lysstyrken 'overdøve' synet til følgesvennen. Det gjør det vanskelig å se. Visuelle binærer oppdages med teleskoper, eller noen ganger med kikkert.

I mange tilfeller kan andre binære filer, som de som er oppført nedenfor, bestemmes til å være visuelle binære filer når de observeres med kraftige nok instrumenter. Så listen over systemer i denne klassen vokser kontinuerlig ettersom flere observasjoner blir gjort med kraftigere teleskoper.

Spektroskopiske binærer

Spektroskopi er et kraftig verktøy innen astronomi. Det lar astronomer bestemme ulike egenskaper til stjerner ved å studere lyset deres i minste detalj. Men når det gjelder binærfiler, kan spektroskopi også avsløre at et stjernesystem faktisk kan være sammensatt av to eller flere stjerner.

Hvordan virker dette? Når to stjerner går i bane rundt hverandre, vil de til tider bevege seg mot oss, og bort fra oss til tider. Dette vil føre deres lys å være blåskiftet deretter rødforskyvet gjentatte ganger. Ved å måle frekvensen av disse skiftene kan vi beregne informasjon om deres orbital parametere .

Fordi spektroskopiske binære filer ofte er svært nær hverandre (så nære at selv et godt teleskop ikke kan 'dele' dem fra hverandre, er de sjelden også visuelle binære filer. I de rare tilfellene er disse systemene vanligvis svært nær Jorden og har veldig lange perioder (jo lenger fra hverandre de er, desto lengre tid tar det dem å gå i bane rundt sin felles akse.) Nærhet og lange perioder gjør partnerne til hvert system lettere å oppdage.

Astrometriske binærer

Astrometriske binærer er stjerner som ser ut til å være i bane under påvirkning av en usett gravitasjonskraft. Ofte nok er den andre stjernen en veldig svak kilde til elektromagnetisk stråling, enten en liten brun dverg eller kanskje en veldig gammel nøytronstjerne som har snurret ned under dødslinjen.

Informasjon om den 'savnede stjernen' kan fastslås ved å måle orbitalkarakteristikkene til den optiske stjernen. Metodikken for å finne astrometriske binærer brukes også for å finne eksoplaneter (planeter utenfor vårt solsystem) ved å se etter 'svingninger' i en stjerne. Basert på denne bevegelsen kan massene og baneavstandene til planetene bestemmes.

Formørkende binærer

I formørkende binære systemer er stjernenes baneplan direkte i vår siktlinje. Derfor passerer stjernene foran hverandre mens de går i bane. Når den svakere stjernen passerer foran den lysere stjernen, er det et betydelig 'fall' i den observerte lysstyrken til systemet. Så når dimmerstjernen beveger seg bak den andre er det en mindre, men fortsatt målbar dip i lysstyrken.

Basert på tidsskalaen og størrelsen på disse fallene, kan banekarakteristikkene, samt informasjon om stjernenes relative størrelser og masser, bestemmes.

Formørkende binærfiler kan også være gode kandidater for spektroskopiske binærfiler, men i likhet med disse systemene blir de sjelden eller noen gang funnet å være visuelle binære systemer.

Binærstjerner kan lære astronomer mye om deres individuelle systemer. De kan også gi ledetråder til dannelsen deres og forholdene de ble født under, siden det måtte være nok materiale i fødselståken for at begge skulle dannes og ikke forstyrre hverandre . I tillegg var det sannsynligvis ikke store 'søsken'-stjerner i nærheten, siden de ville ha 'spist opp' materialet som trengs for dannelsen av binærene. Vitenskapen om binærfiler er fortsatt i høy grad et aktivt tema innen astronomiforskning.

Redigert og oppdatert avCarolyn Collins Petersen.