Kun kaksi tähteä kiertää yhdessä

Siitä asti kun aurinkokuntamme on yksi tähti sen ytimessä on loogista olettaa, että kaikki tähdet muodostavat itsenäisesti ja matkustavat galaksissa yksin. Kuitenkin osoittautuu, että noin kolmasosa (tai mahdollisesti jopa enemmän) kaikista tähtiä on syntynyt galaksissamme (ja muissa galakseissa) olemassa monen tähden järjestelmissä. Siellä voi olla kaksi tähteä (kutsutaan binaariksi), kolme tähteä tai jopa enemmän.

Binaarit (kaksi tähteä, jotka kiertävät yhteisen massakeskuksen ympärillä) ovat hyvin yleisiä taivaalla. Suurempaa tällaisessa järjestelmässä olevista kahdesta tähdestä kutsutaan ensisijaiseksi tähdeksi, kun taas pienempi on seura- tai toissijainen tähti. Yksi tunnetuimmista binaareista taivaalla on kirkas tähti Sirius, jolla on hyvin himmeä seuralainen. Toinen suosikki on Albireo, osa Cygnuksen tähdistöä, Joutsen. Molemmat ovat helppo havaita, mutta se vaatii kaukoputkea tai kiikareita kunkin binaarijärjestelmän komponenttien näkemiseen.

Termi binaarinen tähtijärjestelmä

Binaarijärjestelmän yksittäisten tähtien tunnistaminen voi myös olla melko vaikeaa, koska yksi tai molemmat tähdet voivat olla ei-optinen (toisin sanoen ei erityisen kirkas näkyvässä valossa). Kun tällaisia ​​järjestelmiä kuitenkin löytyy, ne yleensä luokitellaan neljään seuraavista luokista.

Kuten nimestä voi päätellä, visuaaliset binaarit ovat järjestelmiä, joissa tähdet voidaan tunnistaa yksilöllisesti. Mielenkiintoista on, että tähdet ovat "ei liian kirkkaita", jotta se tapahtuisi. (Tietenkin etäisyys objekteihin on myös ratkaiseva tekijä, ratkaistaanko ne yksittäin tai ei.) Jos jollain tähdistä on suuri valoisuus, silloin sen kirkkaus "hukkuu" näkymän kumppani. Siksi on vaikea nähdä. Visuaaliset binäärit havaitaan kaukoputkilla tai joskus kiikareilla.

Monissa tapauksissa muut binaarit, kuten alla luetellut, voitaisiin määritellä visuaalisiksi binaareiksi, kun niitä tarkkaillaan riittävän voimakkaiden instrumenttien avulla. Joten tämän luokan järjestelmien luettelo kasvaa jatkuvasti, kun tehokkaammilla kaukoputkilla tehdään enemmän havaintoja.

Spektroskopia on voimakas työkalu tähtitiedeessä. Sen avulla tähtitieteilijät voivat määritellä tähtijen eri ominaisuudet yksinkertaisesti tutkimalla niiden valoa pieninä yksityiskohtina. Binaarien tapauksessa spektroskopia voi kuitenkin myös paljastaa, että tähtijärjestelmä voi itse asiassa koostua kahdesta tai useammasta tähdestä.

Miten tämä toimii? Kun kaksi tähteä kiertävät toisiaan, ne liikkuvat toisinaan kohti meitä ja muista poissa meistä. Tämä aiheuttaa heidän valo olla blueshifted sitten redshifted toistuvasti. Mittaamalla näiden siirtymien taajuudet voimme laskea tietoa niistä kiertoradan parametrit.

Koska spektroskooppiset binäärit ovat usein hyvin lähellä toisiaan (niin lähellä, ettei edes hyvä kaukoputki voi "jakaa" niitä toisistaan, ne ovat harvoin myös visuaalisia binäärejä. Kummallisissa tapauksissa nämä järjestelmät ovat yleensä hyvin lähellä maapalloa ja niillä on hyvin pitkät ajanjaksot (mitä kauempana ne ovat, sitä kauemmin niiden kestää kiertää niiden yhteinen akseli). Läheisyys ja pitkät ajanjaksot helpottavat kunkin järjestelmän kumppaneiden havaitsemista.

Astrometriset binäärit ovat tähtiä, jotka näyttävät olevan kiertoradalla näkymättömän painovoiman vaikutuksen alaisena. Riittävän usein, toinen tähti on hyvin himmeä sähkömagneettisen säteilyn lähde, joko pieni ruskea kääpiö tai kenties hyvin vanha neutronitähti, joka on pyörtynyt alas kuolemanrajan alapuolella.

Tiedot "puuttuvasta tähdestä" voidaan selvittää mittaamalla optisen tähden kiertoradat. Astrometristen binaarien löytämismenetelmiä käytetään myös eksoplaneettojen löytämiseen (planeettoja aurinkokunnan ulkopuolella) etsimällä "heiluttaa" tähdestä. Tämän liikkeen perusteella voidaan määrittää planeettojen massat ja kiertoratojen etäisyydet.

Pimennyksessä binaarisissa järjestelmissä tähtiä kiertävä taso on suoraan näköpiirillämme. Tästä syystä tähdet kulkevat toistensa edessä kiertäessään. Kun himmennetty tähti kulkee kirkkaamman tähden edessä, järjestelmän havaittu kirkkaus on merkittävä "lasku". Sitten kun himmennin tähti liikkuu takana toisessa on pienempi, mutta silti mitattavissa oleva kirkkauden lasku.

Näiden laskujen aika-asteikon ja suuruusluokkien perusteella voidaan määrittää kiertoradan ominaisuudet samoin kuin tähtiä koskevat suhteelliset koot ja massat.

Pimennysbinaarit voivat olla myös hyviä ehdokkaita spektroskooppisille binaareille, vaikkakin kuten näitä järjestelmiä, ne ovat harvoin jos koskaan havaittu olevan visuaalisia binaarijärjestelmiä.

Binaaritähdet voivat opettaa tähtitieteilijöille paljon heidän yksilöllisistä järjestelmistään. Ne voivat myös antaa johtolankoja muodostumiselleen ja olosuhteille, joissa he ovat syntyneet, koska syntymän sumussa oli oltava riittävästi materiaalia, jotta molemmat voisivat muodostua eivätkä häiritä toisiaan. Lisäksi lähellä ei ollut todennäköisesti suuria "sisaruksia" tähtiä, koska ne olisivat "syöneet" binaarien muodostamiseen tarvittavan materiaalin. Binaaritiede on edelleen hyvin aktiivinen aihe tähtitieteen tutkimuksessa.

Toimittanut ja päivittänyt Carolyn Collins Petersen.