В наблюдательной астрономии оптически-двойная звезда ( англ. double star ) — пара звёзд, которые находятся на близком угловом расстоянии друг от друга, если смотреть с Земли , особенно с помощью оптических телескопов и гравитационно не связанные друг с другом.

Это происходит потому, что пара либо образует двойную звезду (то есть двойную систему звёзд на взаимной орбите , гравитационно связанных друг с другом), либо представляет собой оптически-двойную звезду, то есть случайное нахождение двух звёзд на линии прямой видимости на разных расстояниях от наблюдателя . Поэтому разделение и каталогизация двойных звёзд и оптически-двойных звёзд — очень важная задача в астрономии . Двойные звёзды важны для астрономов, так как знание их движений позволяет напрямую вычислять звёздную массу и другие звёздные параметры.

Единственный (возможно) случай оптически-двойной звезды, чьи два компонента видны невооружённым глазом — случай Мицара и Алькора (хотя на самом деле это система с несколькими звёздами), но точно не известно, являются ли Мицар и Алькор гравитационно связанными .

С начала 1780-х годов как профессиональные, так и любительские наблюдатели двойных звёзд измеряли расстояния и углы между двойными звёздами, чтобы определить относительные движения пар . Если относительное движение пары определяет изогнутую дугу орбиты или если относительное движение мало по сравнению с общим собственным движением обеих звёзд, можно сделать вывод, что пара находится на взаимной орбите как двойная звезда . В противном случае пара является оптической . Звёздные системы из нескольких звёзд также изучаются подобным же образом, хотя динамика множества звёзд более сложна, чем динамика двойных звёзд.

Ниже приведены три типа двойных звёзд:

• оптически-двойные — не связанные гравитационно звёзды, которые просто расположены близко друг к другу благодаря случайному выравниванию для наблюдателя с Земли;
• визуально-двойные — гравитационно связанные звёзды, которые видны отдельно друг от друга с помощью телескопа;
• невизуально-двойные — звёзды, чей двоичной статус был определён с помощью косвенных методов, таких как покрытие ( затменные двойные ), спектроскопия ( спектрально-двойные звёзды ) или аномалии в собственном движении ( астрометрические двойные ).

Усовершенствования в телескопостроении могут превратить ранее обычные звёзды в визуально-двойные, как это произошло с Полярной звездой A в 2006 году . Собственно говоря, только наша неспособность телескопически наблюдать две отдельные звезды, разделяют оптически-двойные и двойные звёзды .

История

Мицар , в Большой Медведице , был разрешён Бенедетто Кастелли и Галилео Галилеем . Вскоре последовало разрешение и других двойных звёзд: Роберт Гук открыл одну из первых двукратных звёздных систем, Гамма Овна , в 1664 году , в то время как яркая южная звезда Акрукс в Южном Кресте была разрешена Фонтене в 1685 году . С тех пор поиск был проведён полностью, и всё небо было исследовано на наличие двойных звёзд вплоть до предельной видимой звёздной величиной около 9,0 . Известно, что по крайней мере 1 из 18 звёзд ярче 9,0 звёздной величины в северной половине неба являются оптически-двойными звёздами, видимыми с помощью 36-дюймового (910 мм) телескопа .

Несвязанные категории оптически-двойными звёзд и истинных двойных сведены воедино по историческим и практическим причинам. Когда Мицар оказался двойной, было довольно трудно определить, был ли он двойной звезда, двойной системой или только оптически-двойной звездой. Улучшенние в телескопостроение, спектроскопия и фотография являются основными инструментами, используемыми для проведения различия между этими типами двойных. После того, как было определено, что Мицар является двойной звездой, его компоненты оказались спектрально-двойными звёздами .

Наблюдение за оптически-двойными

Наблюдение за оптически-двойными звёздами с помощью визуального измерения приводит к разрешению или измерению углового расстояния между двумя составляющими звёздами на небе и измерению позиционного угла . Позиционный угол указывает угол между линией, соединяющей два светила и определяется как направление от более яркого компонента к более слабому, где север равен 0° . При измерении двойных звёзд позиционный угол будет постепенно изменяться, и расстояние между двумя звёздами будет колебаться между максимальным и минимальным значениями. Запись результатов измерения на плоскости создаёт эллипс. Это видимая орбита является проекцией орбиты двух звёзд на небесную сферу и истинная орбита может быть вычислена из этой проекции . Однако, большинство каталогизированных двойных звёзд являются оптически-двойными звёздами : орбиты были вычислены только для нескольких тысяч из более чем 100 000 известных двойных звёзд .

Различие между двойными звёздами и оптически-двойными звёздами

Подтверждение оптически-двойной звезды как двойной звезды может быть достигнуто путём наблюдения относительного движения компонентов. Если движение является частью орбиты, или если звёзды имеют одинаковые радиальные скорости или разница в их собственных движениях мала по сравнению с их общим собственным движением, пара, вероятно, является гравитационно связанной. При наблюдении в течение короткого периода времени компоненты как оптически-двойных, так и долгопериодических двоичных звёзд будут казаться движущимися по прямым линиям и по этой причине может быть трудно различить эти два типа звёзд .

Обозначения

Некоторые яркие визуальные двойные звёзды имеют обозначения Байера . В этом случае компоненты могут быть обозначены надстрочными знаками. Примером этого является α Южного Креста (Акрукс), компоненты которого — α ¹ Южного Креста и α ² Южного Креста являются физически связанной парой звёзд. Верхние индексы также используются для различения более отдалённых, физически не связанных пар звёзд с одинаковым обозначением Байера, таких как α¹ , α² Козерога , , и , . Эти оптические пары разрешимы невооружённым глазом .

Помимо этих пар, компоненты двойной звезды обычно обозначаются буквами A (для более яркой, первичной звезды) и B (для более слабой, вторичной звезды), добавляемыми к обозначению любого рода двойной звезды. Например, компонентами α Большого Пса ( Сириус ) являются α Большого Пса A и α Большого Пса B (Сириус A и Сириус B); компоненты 44 Волопаса — 44 Волопаса A и 44 Волопаса B; компонентами ADS 16402 являются ADS 16402A и ADS 16402B; и так далее. Буквы AB могут использоваться вместе для обозначения пары. В случае нескольких звёзд, буквы C, D и так далее, могут использоваться для обозначения дополнительных компонентов, часто в порядке увеличения степени удалённости от самой яркой звезды — A либо в порядке обнаружения того или иного компонента.

Оптически-двойные звёзды также обозначаются сокращением, происходящим от имени их первооткрывателя, за которым следует номер по каталогу, уникальный для этого наблюдателя. Например, пара α Центавра AB была открыта отцом Ришо в 1689 году и поэтому обозначена как RHD 1 . В качестве других примеров можно привести Δ65 , 65-я оптически-двойная звезда, открытая Дж. Данлопом , и Σ2451, 2451-я оптически-двойная звезда, открытая В. Я. Струве .

Вашингтонский каталог визуально-двойных звёзд , большая база данных оптически-двойных и кранных звёзд, содержит более 100 000 записей , каждая из которых содержит измерения позиционного угла и углового расстояния для разрешения двух компонентов. Каждая двойная звезда образует одну запись в каталоге; кратные звёзды с n компонентами будут представлены записями в каталоге для n − 1 пар, каждая из которых представляет собой одну запись одного компонента кратной звезды. Коды, такие как AC, используются для обозначения того, какие компоненты измеряются — в данном случае компонента C относительно компонента A. Также запись может быть изменена на следующую форму: AB-D, чтобы отделить компонент от близкой пары компонентов (в этом случае компонент D относительно пары AB). Коды, такие как Aa и Ab, могут также использоваться для обозначения компонента, который измеряется относительно другого компонента, в данном случае Aa . Коды первооткрывателей также приведены в каталоге, однако, традиционные аббревиатуры первооткрывателей, такие как Δ и Σ, были приведены к единому виду и были записаны в строку, состоящую из прописных латинских букв и цифр, так что, например, Δ65 стал DUN 65, а Σ2451 стал STF 2451. Дополнительные примеры этого показаны в соседней таблице .

Примеры

Двойные звёзды

• Акрукс
• Альфа Центавра
• Капелла
• P Эридана
• Полярная звезда
• Процион
• Сириус
• Альфа Центавра AB и Проксима Центавра : трёхкратная система

Оптически-двойные звёзды

• Альфа¹ Козерога и Альфа² Козерога
• Тета Мухи
• и
• и
• M 40

Неподтверждённые

• Система Кастора (Aa/Ab/Ba/Bb) и YY Близнецов (Ca/Cb) считается гравитационно-связанной системой
• Система Мицара (Aa/Ab/Ba/Bb) и Система Алькора (сам по себе двойной, то есть Мицар Ca/Cb, не считался гравитационно-связанным до 2009 года )

Примечания