Kad divas zvaigznes riņķo kopā

Kopš mūsu Saules sistēma ir singls zvaigzne tās sirdī ir loģiski pieņemt, ka visas zvaigznes veidojas neatkarīgi un galaktiku pārvietojas atsevišķi. Tomēr izrādās, ka apmēram trešdaļa (vai, iespējams, pat vairāk) no visām zvaigznēm ir dzimušas mūsu galaktikā (un citās galaktikās), kas eksistē vairāku zvaigžņu sistēmās. Var būt divas zvaigznes (ko sauc par bināro), trīs zvaigznes vai pat vairāk.

Binārie attēli (divas zvaigznes, kas riņķo ap kopīgu masas centru) ir ļoti izplatīti debesīs. Lielāku no divām zvaigznēm šādā sistēmā sauc par galveno zvaigzni, bet mazāku - par pavadoni vai sekundāro zvaigzni. Viens no pazīstamākajiem binārajiem failiem debesīs ir spožā zvaigzne Sirius, kurai ir ļoti blāvs pavadonis. Vēl viens favorīts ir Albireo, kas ir daļa no zvaigznāja Cygnus, Swan. Abus ir viegli pamanīt, taču, lai redzētu katras binārās sistēmas komponentus, nepieciešams teleskops vai binoklis.

Termiņš binārā zvaigžņu sistēma nevajadzētu jaukt ar terminu dubultā zvaigzne.

Var būt arī diezgan grūti noteikt binārās sistēmas atsevišķās zvaigznes, jo viena vai abas zvaigznes var nebūtoptiskā (citiem vārdiem sakot, nav īpaši spilgts redzamā gaismā). Ja tomēr šādas sistēmas tiek atrastas, tās parasti ietilpst vienā no četrām šādām kategorijām.

Kā norāda nosaukums, vizuālie binārie attēli ir sistēmas, kurās zvaigznes var identificēt atsevišķi. Interesanti, ka, lai to izdarītu, zvaigznēm ir jābūt "ne pārāk gaišām". (Protams, arī attālums līdz objektiem ir noteicošais faktors, ja tie tiks atsevišķi atrisināti vai nē.) Ja kādai no zvaigznēm ir liels gaismas spīdums, tad tās spilgtums "izslāpēs" skatu uz biedrs. Tas apgrūtina redzamību. Vizuālos bināros attēlus nosaka ar teleskopiem vai dažreiz ar binokļiem.

Daudzos gadījumos citus bināros failus, piemēram, tos, kas uzskaitīti zemāk, var noteikt par vizuāliem bināriem failiem, ja tos novēro ar pietiekami jaudīgiem instrumentiem. Tātad šīs klases sistēmu saraksts nepārtraukti pieaug, jo ar jaudīgākiem teleskopiem tiek veikts vairāk novērojumu.

Spektroskopija ir spēcīgs astronomijas instruments. Tas ļauj astronomiem noteikt dažādas zvaigžņu īpašības, vienkārši sīki izpētot to gaismu. Tomēr bināro failu gadījumā spektroskopija var arī atklāt, ka zvaigžņu sistēma faktiski var sastāvēt no divām vai vairāk zvaigznēm.

Kā tas darbojas? Kad divas zvaigznes riņķo viena otrai apkārt, tās dažkārt virzīsies uz mums un prom no mums citām. Tas izraisīs viņu viegls būt blūzīti tad redshifted atkārtoti. Izmērot šo maiņu biežumu, mēs varam aprēķināt informāciju par tām orbītas parametri.

Tā kā spektroskopiskie binārie attēli bieži atrodas ļoti tuvu viens otram (tik tuvu, ka pat labs teleskops tos nevar “sadalīt” viens no otra, tie reti ir arī vizuāli bināri faili. Savādos gadījumos tās ir ļoti tuvu Zemei un tām ir ļoti ilgi periodi (jo tālāk tās atrodas, jo ilgāks laiks paiet, lai riņķotu pa kopējo asi). Tuvums un ilgstošie periodi atvieglo katras sistēmas partneru pamanīšanu.

Astrometriski binārie attēli ir zvaigznes, kas, šķiet, atrodas orbītā neredzēta gravitācijas spēka ietekmē. Pietiekami bieži otrā zvaigzne ir ļoti blāvs elektromagnētiskā starojuma avots, vai nu mazs brūns punduris, vai varbūt ļoti sena neitronu zvaigzne, kas ir izkļuvusi zem nāves līnijas.

Informāciju par "trūkstošo zvaigzni" var noskaidrot, izmērot optiskās zvaigznes orbītas raksturlielumus. Astrometrisko bināro attēlu atrašanas metodika tiek izmantota arī eksoplanētu atrašanai (planētas ārpus mūsu Saules sistēmas), meklējot zvaigznī “ļodzīties”. Balstoties uz šo kustību, var noteikt planētu masas un orbitālo attālumu.

Aptumšojošās binārajās sistēmās zvaigžņu orbītā plakne atrodas tieši mūsu redzes līnijā. Tāpēc zvaigznes pārvietojas orbītā viena otrai priekšā. Kad tuvākās gaismas zvaigzne virzās priekšā spožākajai zvaigznei, novērojamajā sistēmas spilgtumā ir ievērojama "iegremdēšanās". Tad, kad blāva zvaigzne pārvietojas aizmugurē otrs, ir mazāks, bet tomēr izmērāms spilgtuma kritums.

Balstoties uz šo kritienu laika skalu un lielumu, var noteikt orbītas raksturlielumus, kā arī informāciju par zvaigžņu relatīvo izmēru un masu.

Aptumšojošie binārie faili var būt arī labi kandidāti spektroskopiskiem bināriem failiem, lai arī, tāpat kā šīs sistēmas, tie reti tiek uzskatīti par vizuāli bināriem.

Binārās zvaigznes var daudz iemācīt astronomiem par viņu individuālajām sistēmām. Viņi var arī dot norādes viņu veidošanai un apstākļiem, kādos viņi dzimuši, jo dzimšanas miglājā bija jābūt pietiekami daudz materiāla, lai abi veidotos un neizjauktu viens otru. Turklāt tuvumā, visticamāk, nebija lielu “brāļu un māsu” zvaigžņu, jo tās būtu “apēdušas” bināro failu veidošanai nepieciešamo materiālu. Bināru zinātne joprojām ir ļoti aktīva tēma astronomijas izpētē.

Rediģējis un atjauninājis Karolīna Kolinsa Petersena.