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[1][2]. 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[3].
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[4]. 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[2]. Звёздные системы из нескольких звёзд также изучаются подобным же образом, хотя динамика множества звёзд более сложна, чем динамика двойных звёзд.
Усовершенствования в телескопостроении могут превратить ранее обычные звёзды в визуально-двойные, как это произошло с Полярной звездой A в 2006 году[5]. Собственно говоря, только наша неспособность телескопически наблюдать две отдельные звезды, разделяют оптически-двойные и двойные звёзды.
Мицар, в Большой Медведице, был разрешён Бенедетто Кастелли и Галилео Галилеем[6]. Вскоре последовало разрешение и других двойных звёзд: Роберт Гук открыл одну из первых двукратных звёздных систем, Гамма Овна, в 1664 году[7], в то время как яркая южная звезда Акрукс в Южном Кресте была разрешена Фонтене в 1685 году[1]. 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[8]. 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[9].