När två stjärnor kretsar tillsammans

Eftersom vårt solsystem har en singel stjärna i sitt hjärta är det logiskt att anta att alla stjärnor bildas oberoende och reser galaxen ensam. Det visar sig dock att ungefär en tredjedel (eller kanske till och med fler) av alla stjärnor föds i vår galax (och i andra galaxer) finns i system med flera stjärnor. Det kan finnas två stjärnor (kallas en binär), tre stjärnor eller ännu mer.

Binärer (två stjärnor som kretsar runt ett gemensamt masscentrum) är mycket vanliga på himlen. Den största av de två stjärnorna i ett sådant system kallas den primära stjärnan, medan den mindre är följeslagaren eller sekundärstjärnan. En av de mest kända binärerna på himlen är den ljusa stjärnan Sirius, som har en mycket svag följeslagare. En annan favorit är Albireo, en del av stjärnbilden Cygnus, svanen. Båda är lätta att upptäcka, men det kräver teleskop eller kikare för att se komponenterna i varje binärt system.

Termen binärstjärnsystem bör inte förväxlas med termen dubbel stjärna.

Det kan också vara ganska svårt att identifiera de enskilda stjärnorna i ett binärt system, eftersom en eller båda stjärnorna kan vara icke-optisk (med andra ord inte särskilt starkt i synligt ljus). När sådana system dock finns, faller de vanligtvis in i en av fyra följande kategorier.

Som namnet antyder är visuella binärer system där stjärnorna kan identifieras individuellt. Intressant nog är det nödvändigt att stjärnorna är "inte för ljusa" för att kunna göra det. (Naturligtvis är avståndet till objekten också en avgörande faktor om de kommer att lösas individuellt eller inte.) Om en av stjärnorna är av hög ljusstyrka, kommer dess ljusstyrka "att drunka" utsikten över följeslagare. Det gör det svårt att se. Visuella binärer upptäcks med teleskop, eller ibland med kikare.

I många fall kan andra binärer, som de som anges nedan, fastställas vara visuella binärer när de observeras med tillräckligt kraftfulla instrument. Så listan över system i denna klass växer ständigt när fler observationer görs med kraftfullare teleskop.

Spektroskopi är ett kraftfullt verktyg inom astronomi. Det tillåter astronomer att bestämma olika egenskaper hos stjärnor helt enkelt genom att studera deras ljus i liten detalj. När det gäller binärer kan spektroskopi emellertid också avslöja att ett stjärnsystem kan faktiskt bestå av två eller flera stjärnor.

Hur fungerar detta? När två stjärnor kretsar kring varandra kommer de ibland att röra sig mot oss och bort från oss på andra. Detta kommer att orsaka deras ljus att vara blueshifted sedan redshifted upprepat. Genom att mäta frekvensen för dessa skift kan vi beräkna information om deras omloppsparametrar.

Eftersom spektroskopiska binärer ofta är väldigt nära varandra (så nära att till och med ett bra teleskop inte kan "dela" dem isär, är de sällan också visuella binärer. I de udda fall som de är, är dessa system vanligtvis mycket nära Jorden och har mycket långa perioder (ju längre från varandra de är, desto längre tid tar det dem att kretsa runt deras gemensamma axel). Närhet och långa perioder gör partnerna i varje system lättare att upptäcka.

Astrometriska binärer är stjärnor som verkar vara i omloppsbana under påverkan av en osynlig gravitationskraft. Ofta är den andra stjärnan en mycket svag källa för elektromagnetisk strålning, antingen en liten brun dvärg eller kanske en mycket gammal neutronstjärna som har snurrat ner under dödsgränsen.

Information om den "saknade stjärnan" kan fastställas genom att mäta den optiska stjärnans orbitalegenskaper. Metoden för att hitta astrometriska binärer används också för att hitta exoplaneter (planeter utanför vårt solsystem) genom att leta efter "wobbles" i en stjärna. Baserat på denna rörelse kan planeternas massor och omloppsavstånd bestämmas.

Vid förmörkelse av binära system är stjärnornas omloppsplan direkt i vår siktlinje. Därför passerar stjärnorna framför varandra när de går i bana. När den ljusare stjärnan passerar framför den ljusare stjärnan finns det ett betydande "dopp" i systemets observerade ljusstyrka. Sedan när dimmerstjärnan rör sig Bakom den andra finns det ett mindre, men ändå mätbart dopp i ljusstyrka.

Baserat på tidsskalan och storleken på dessa dopp kan orbitalegenskaperna samt information om stjärnornas relativa storlekar och massor bestämmas.

Eclipsing binära kan också vara bra kandidater för spektroskopiska binärer, men som de system är de sällan om någonsin hittats vara visuella binära system.

Binära stjärnor kan lära astronomer mycket om sina individuella system. De kan också ge ledtrådar till deras bildning och förhållandena under vilka de föddes, eftersom det måste finnas tillräckligt med material i födelsebladet för att både kunna bilda och inte störa varandra. Dessutom fanns det inte troligtvis stora "syskon" -stjärnor i närheten, eftersom de skulle ha "ätit upp" det material som behövdes för bildandet av binärerna. Binaries vetenskap är fortfarande mycket aktivt ämne inom astronomiforskning.

Redigerad och uppdaterad av Carolyn Collins Petersen.