ABC of Astronomy - D Is voor Double Star

• April 19, 2024

We zijn gewend om slechts één zon te hebben, dus de planeet Tatooine in die van George Lucas Star Wars leek exotisch met zijn dubbele zon. Maar ten minste de helft van de sterren die we aan de hemel kunnen zien, zijn meerdere sterrenstelsels, meestal dubbel. Verwarrend, wanneer astronomen over praten dubbele sterren ze kunnen een van de twee heel verschillende soorten sterparen betekenen - waar binaries of alleen optisch dubbel.

Optisch dubbel
Optische dubbels zijn artefacten van observatie. Twee sterren die geen verband hebben, verschijnen dicht bij elkaar, een toevallige uitlijning gezien vanaf de aarde. Een voorbeeld is α Capricorni. In goede kijkomstandigheden kunt u beide α zien¹ Capricorni en α² Capricorni zonder verrekijker. Hoewel ze samen nogal gezellig lijken, in feite α¹ Cap is 690 lichtjaar van ons en α² Cap is 109 lichtjaar verwijderd. Vanwege de grote afstand tot ons, α¹ Capricorni lijkt dimmer dan zijn "metgezel", maar is eigenlijk meer dan twintig keer helderder.

binaries
De twee sterren in een binair systeem worden samengehouden door hun wederzijdse aantrekkingskracht. Ze worden vaak beschreven als gewoon in een baan om elkaar heen. Als je met behulp van een telescoop of verrekijker elk van de twee sterren kunt zien, is het een visueel binair getal. Anders is het een niet-visueel binair getal. Dit is een werkdefinitie, omdat verdere observatie of verbeterde instrumenten een binair getal van de niet-visuele naar de visuele klasse kunnen verplaatsen.

Het kan nog steeds moeilijk zijn om te zeggen of je een enkele ster of een dubbele ster hebt, en of dubbel, of het binair is of niet. In het verleden was het meestal onmogelijk, dus optisch dubbel en binaries werden samengevoegd.

William Herschel en dubbele sterren
William Herschel (1738-1822) begon een systematische jacht op dubbele sterren in 1779. In feite was hij op zoek naar dubbele sterren toen hij de planeet Uranus ontdekte in 1781. Maar hij was niet de eerste persoon die interesse had in de dubbele . Dat was de Tsjechische astronoom Christian Mayer (1719-1783).

De heersende veronderstelling was dat dubbele sterren toevallige visuele paren waren. Meer dan 150 jaar voordat Mayer dubbele sterren begon te bestuderen, was Galileo de eerste die een dubbele ster door zijn telescoop zag. Hij dacht dat dubbels niet-verwante sterren waren langs onze gezichtslijn, en dat de hoek daartussen zou lijken te veranderen als we in een baan om de Zon draaien, vanwege parallax. (Hier is een diagram dat laat zien wat we bedoelen met parallax met één ster.)

Mayer was het daar niet mee eens. Hij theoretiseerde dat dubbele sterren dicht bij elkaar lagen en in een baan om elkaar heen cirkelden. Maar Herschel onderschreef het Galileïsche beeld en bij het bestuderen van dubbele sterren hoopte hij stellaire afstanden te meten door parallax. Hoewel hij ruim achthonderd meervoudige sterren catalogiseerde, stond hij voor een verrassing.

Meer dan twintig jaar na zijn oorspronkelijke waarnemingen herschikte Herschel een aantal van hen. In plaats van een parallax te zien, kondigde hij in 1803 aan dat dubbele sterren er niet alleen dubbel uitzien, maar dat het echte binaire combinaties van twee sterren moeten zijn, die nauw zijn samengehouden door de band van wederzijdse aantrekkingskracht. Herschel werd gecrediteerd voor het eerste gebruik van de term binair om dergelijke paren te beschrijven. Wat nog belangrijker is, het bevestigde dat Newtoniaanse gravitatie aan het werk was buiten het zonnestelsel.

Niet-visuele binaire bestanden
Er zijn andere manieren om een ​​binair systeem te detecteren dan visueel. De klassen van binaire systemen zijn meer gebaseerd op de detectiemiddelen dan op de kenmerken van het systeem. De twee meest voorkomende typen zijn spectroscopische en eclipserende binaire bestanden.

Spectroscopische binaries
Niemand wist dat de ster Mizar een onzichtbare metgezel had tot 1889. E.C. Pickering (1846-1919) ontdekte het op het Harvard College Observatory, waardoor Mizar de eerste was spectroscopisch binair getal.

Als er twee sterren zijn, zijn er twee sets spectrale lijnen. Soms is dit voldoende om vast te stellen dat er een binair getal is. Maar er kan ook een Doppler-verschuiving zijn als de sterren rond de baan draaien. Terwijl een object van ons weg beweegt, heeft het een rood verschoven spectrum, d.w.z. zijn spectrale lijnen zijn dichter bij het rode uiteinde van het lichtspectrum. Als we naar ons toe bewegen, verschuiven de lijnen naar het blauw. (Klik hier voor meer informatie op de link "Zoeken naar exoplaneten" onder dit artikel.)

Verduisterende binaire bestanden
Als twee sterren in onze gezichtslijn draaien, zodat de ene voor de andere beweegt terwijl ze omcirkelen, hebben we een eclipsing binary. Het lijkt één ster te zijn met variërende lichtopbrengst terwijl de twee sterren op hun beurt voor (doorvoer) elkaar. Dit diagram toont hoe het licht varieert in de verduisterende variabele ster Kepler-16.

Het belang van het bestuderen van binaire systemen
Omdat ten minste de helft van de sterren die we zien, binair zijn, is het begrijpen ervan een essentieel onderdeel van onze kennis van de evolutie van sterren.Astronomen hebben binair ontdekt protosterren, wat suggereert dat systemen met meerdere sterren worden geproduceerd als de moleculaire wolk tijdens stervorming uiteenvalt. Veel van wat we weten over sterrenmassa's komt van binaire systemen, omdat het niet mogelijk is om de massa van een enkele ster direct te meten. De methoden voor het detecteren van deze systemen, zoals Doppler-spectroscopie en transits, zijn ook nuttig bij het ontdekken van extrasolaire planeten.

Video-Instructies: Eye on the sky: Stargazing with Stephanie Ye (April 2024).