Двойная звёздная система — это две звезды, которые связаны гравитацией и вращаются вокруг общего центра масс. То, как мы наблюдаем такую систему, зависит от того, как орбита ориентирована к нам. Если орбита повернута так, что одна звезда иногда проходит на фоне другой, появляются затмения и периодически меняется блеск.
Если же затмений нет, но орбитальное движение направлено так, что при сближении звезды движутся к наблюдателю, а при удалении — от него, возникает периодическое допплеровское смещение линий в спектре.
По некоторым оценкам, более половины всех звёзд — не одиночные, а парные или даже более сложные системы.
Двойная система это
- Орбитальное движение — звёзды кружат вокруг общего центра масс, причём более массивная звезда движется медленнее и по меньшей орбите.
- Периоды — от нескольких часов до сотен лет.
- Расстояния между звездами— от почти соприкасающихся поверхностей до десятков астрономических единиц.
Двойные звёзды обычно появляются почти сразу при рождении: в большом облаке газа при сжатии образуются не один, а два (иногда больше) «комка» более высокой плотности. Облако при этом вращается и в нём есть неоднородности, поэтому один общий комок не успевает превратиться в одну звезду, а разделяется на два ядра. Каждое ядро продолжает сжиматься и становится отдельной звездой, но поскольку они возникли рядом и удерживают друг друга гравитацией, они начинают обращаться вокруг общего центра масс — так и получается двойная система. Реже двойственность возникает позже: например, в плотных звёздных скоплениях две звезды могут случайно подойти близко и за счёт взаимодействий “связаться” гравитацией
Типы двойных звезд
По расстоянию и «силе» взаимодействия
- Дальние: звёзды далеко, почти не влияют друг на друга, кроме взаимного гравитационного движения.
- Близкие: орбита тесная, сильнее приливные эффекты
- Контактные / полуконтактные: оболочки, газ фактически общие или перетекают
По тому, как их открывают
· Визуальные двойные — их можно увидеть как две отдельные точки в телескоп.
· Спектральные двойные — звёзды не различимы визуально, но их орбиту видно по смещению спектральных линий (эффект Доплера).
· Эллиптические двойные — звёзды не затмевают друг друга, но их форма орбиты вызывает изменения яркости.
· Затменные двойные — одна звезда периодически проходит перед другой, создавая характерные провалы яркости
Почему двойные звёзды важны
- Определение масс звёзд — двойные системы дают самый точный способ измерить массу звезды, потому что орбита напрямую связана с гравитацией.
- Эволюция звёзд — взаимодействие в паре может радикально изменить судьбу звезды: от перетекания вещества до взрывов сверхновых.
- Источник редких явлений — многие яркие события в космосе происходят именно в двойных системах
Когда одна звезда становится гигантом, её атмосфера может выйти за пределы собственной гравитации и начать перетекать на спутника. Это приводит к:
- образованию аккреционных дисков,
- ускоренному старению звезды-донора,
- возможному взрыву сверхновой.
Самые известные двойные звезды
Альфа Центавра — тройная система: две главные звезды (А и В) образуют настоящую двойную пару, плюс рядом ещё третья звезда (Проксима Центавра).
Сириус — самая яркая звезда на нашем небе — это двойная система. Сириус А и белый карлик Сириус B.
Звезда 61 Лебедя — знаменитая двойная система: обе звезды похожи по типу (две карликовые звезды) и известны близостью (относительно) к нам.
Звезда Мицар и Алькор (Большая Медведица) — известная пара на небе (их часто называют двойными), физическая связь не так очевидна, как у классических “настоящих” двойных.
Бета Лиры (Шелиак) — известная затменно-переменная двойная: яркость регулярно меняется из-за затмений.