В наблюдательной астрономии , двойная звезда или визуальная двойная представляет собой пару звезд , которые появляются рядом друг с другом, если смотреть с Земли , особенно с помощью оптических телескопов .
Это происходит потому, что пара либо образует двойную звезду (т. Е. Двойную систему звезд на взаимной орбите , гравитационно связанных друг с другом), либо является оптическим двойником , случайным совпадением по линии прямой видимости двух звезд на разных расстояниях от наблюдателя. . [1] [2] Двойные звезды важны для звездных астрономов, поскольку знание их движений позволяет напрямую вычислять звездную массу и другие звездные параметры. Единственный (возможный) случай «двойной звезды», два компонента которой по отдельности видны невооруженным глазом, - это случай Мицара и Алькора (хотя на самом деле это система из нескольких звезд), но точно неизвестно, являются ли Мицар и Алькор гравитационно связанный.[3]
С начала 1780-х годов как профессиональные, так и любительские наблюдатели двойных звезд телескопически измеряли расстояния и углы между двойными звездами, чтобы определить относительное движение пар. [4] Если относительное движение пары определяет изогнутую дугу орбиты или если относительное движение мало по сравнению с общим собственным движением обеих звезд, можно сделать вывод, что пара находится на взаимной орбите как двойная звезда. . В остальном пара оптическая. [2] Таким же образом изучаются и множественные звезды , хотя динамика множественных звездных систем более сложна, чем у двойных звезд.
Ниже представлены три типа парных звезд:
- Оптические двойники - это не связанные между собой звезды, которые появляются близко друг к другу из-за случайного совпадения с Землей.
- Визуально-двойные звезды - это гравитационно-связанные звезды, которые можно отдельно увидеть в телескоп.
- Невизуальные двойные системы - это звезды, чей двойной статус был определен с помощью более эзотерических средств, таких как затмение ( затменные двойные системы ), спектроскопия ( спектроскопические двойные системы ) или аномалии в собственном движении ( астрометрические двойные системы ).
Улучшения в телескопах могут сместить ранее невидимые двойные системы в визуально двойные, как это произошло с Полярной звездой A в 2006 году. [5] Различить невидимые и визуальные двойные системы можно только из-за невозможности телескопического наблюдения за двумя отдельными звездами.
История [ править ]
Бенедетто Кастелли и Галилей наблюдали за Мицаром в Большой Медведице . [6] Вскоре последовало определение других двойников: Роберт Гук открыл одну из первых двойных звездных систем, Гамма Ариетис , в 1664 году, [7] в то время как яркая южная звезда Акрукс на Южном Кресте была обнаружена двойной звездой. Фонтене в 1685 году. [1] С тех пор поиски были проведены тщательно, и все небо было исследовано на предмет двойных звезд до предельной видимой величины около 9.0. [8]По крайней мере, 1 из 18 звезд ярче 9,0 звездной величины в северной половине неба известны как двойные звезды, видимые в 36-дюймовый (910 мм) телескоп . [9]
Несвязанные категории оптических двойников и истинных двойников объединены вместе по историческим и практическим причинам. Когда выяснилось, что Мицар является двойной, было довольно сложно определить, является ли двойная звезда двойной системой или только оптическим двойником. Усовершенствованные телескопы, спектроскопия [10] и фотография являются основными инструментами, используемыми для различения. После того, как было определено, что это визуальная двойная система, компоненты Мицара сами оказались спектрально-двойными. [11]
Наблюдение за двойными звездами [ править ]
Наблюдение за визуальными двойными звездами с помощью визуальных измерений позволит определить разделение или угловое расстояние между двумя составляющими звезд на небе и позиционный угол . Позиционный угол определяет направление, в котором звезды разделяются, и определяется как пеленг от более яркого компонента к более слабому, где север равен 0 °. [13] Эти измерения называются мерами . В измерениях визуальной двоичной системы позиционный угол будет постепенно меняться, а расстояние между двумя звездами будет колебаться между максимальными и минимальными значениями. Нанесение мер на плоскость даст эллипс. Это кажущаяся орбита- проекция орбиты двух звезд на небесную сферу; истинная орбита может быть вычислена по нему. [14] Хотя ожидается, что большинство каталогизированных визуальных двойников являются визуально-двойными, [15] орбиты были вычислены только для нескольких тысяч из более чем 100 000 известных визуальных двойных звезд. [16] [17]
Различие между двойными звездами и другими двойными звездами [ править ]
Подтверждение визуальной двойной звезды как двойной звезды может быть достигнуто путем наблюдения относительного движения компонентов. Если движение является частью орбиты , или если звезды имеют одинаковые лучевые скорости или разница в их собственных движениях мала по сравнению с их общим собственным движением, пара, вероятно, физическая. При наблюдении в течение короткого периода времени компоненты как оптических двойников, так и долгопериодических визуально-двойных систем будут казаться движущимися по прямым линиям; по этой причине бывает трудно различить эти две возможности. [18]
Обозначения [ править ]
Некоторые яркие визуальные двойные звезды имеют обозначение Байера . В этом случае компоненты могут быть обозначены надстрочными индексами. Примером этого является α Crucis (Acrux), компонентами которого являются α 1 Crucis и α 2 Crucis. Поскольку α 1 Crucis является спектрально-двойной звездой, на самом деле это кратная звезда. Верхние индексы также используются для выделения более далеких, физически не связанных, пар звезд с одинаковым обозначением Байера, таких как α 1,2 Козерога , ξ 1,2 Центавра и ξ 1,2 Стрельца . Эти оптические пары различимы невооруженным глазом.
Помимо этих пар, компоненты двойной звезды обычно обозначаются буквами A (для более яркой, первичной , звездной) и B (для более тусклой, вторичной , звездной), добавляемыми к обозначению любого вида двойной звезды. звезда. Например, компонентами α Большого Пса (Сириуса) являются α Большого Пса A и α Большого Пса B (Сириус A и Сириус B); Компоненты 44 Boötis - это 44 Boötis A и 44 Boötis B; компоненты ADS 16402ADS 16402A и ADS 16402B; и так далее. Буквы AB могут использоваться вместе для обозначения пары. В случае нескольких звезд буквы C, D и т. Д. Могут использоваться для обозначения дополнительных компонентов, часто в порядке увеличения расстояния от самой яркой звезды A. [19]
Первооткрыватель | Традиционный код | Код WDS |
---|---|---|
Брисбенская обсерватория | Brs0 | BSO |
SW Burnham | β | BU |
Джеймс Данлоп | Δ | DUN |
Уильям Гершель | HI, II и т. Д. | H 1, 2 и т. Д. |
Н. Лакайль | Lac | LCL |
ФГВ Струве | Σ | STF |
Струве Приложение Каталог I | Σ I | STFA |
Струве Приложение II Каталог | Σ II | STFB |
Отто Струве | OΣ | STT |
Приложение Пулкова Каталог | OΣΣ | STTA |
Визуальные двойники также обозначаются сокращением имени их первооткрывателя, за которым следует каталожный номер, уникальный для этого наблюдателя. Например, пара α Центавра AB была открыта отцом Ришо в 1689 году и поэтому обозначена как RHD 1 . [1] [21] Другие примеры включают Δ65, 65-й двойник, открытый Джеймсом Данлопом , и Σ2451, обнаруженный FGW Струве .
Вашингтон Double Star Catalog , большая база данных двойных и кратных звезд, содержит более 100 000 записей, [16] , каждый из которых дает меры для разделения двух компонентов. Каждая двойная звезда образует одну запись в каталоге; кратные звезды с n компонентами будут представлены записями в каталоге для n −1 пар, каждая из которых дает разделение одного компонента кратной звезды от другого. Коды, такие как AC, используются для обозначения того, какие компоненты измеряются - в данном случае компонент C относительно компонента A. Это может быть изменено на форму, такую как AB-D, чтобы указать отделение компонента от близкой пары компонентов. (в данном случае компонент D относительно пары AB.) Коды, такие как Aaтакже может использоваться для обозначения компонента, который измеряется относительно другого компонента, в данном случае A. [22] Также указаны обозначения первооткрывателей; однако традиционные аббревиатуры средств обнаружения, такие как Δ и Σ, были закодированы в строку прописных латинских букв, так что, например, Δ65 превратилось в DUN 65, а Σ2451 стало на STF 2451. Дополнительные примеры этого показаны в соседней таблице. [20] [23]
Примеры [ править ]
Визуальные двоичные файлы [ править ]
- Acrux
- Альфа Центавра
- Капелла
- п Эридани
- Полярная звезда
- Процион
- Сириус
- Система Альфа Центавра (AB) и Проксима Центавра (таким образом, α Cen C): Фактически трехзвездочная система.
Оптические дублеры [ править ]
- Альфа 1 и Альфа 2 Козерога
- Тета Muscae и Theta Muscae B
- Eta 1 и Eta 2 Coronae Australis
- Каппа 1 и Каппа 2 Австралийская корона
- Виннеке 4 ( Мессье 40 )
- Полярная звезда и Гамма Цефеи , двойные полярные звезды; Прецессия предсказывает, что гамма-Цефи должна вернуться на видное место к 3000 году. [25]
Неуверенный [ править ]
- Касторовую систему (Aa / Ab / Ba / Bb) и YY Geminorum (таким образом, Castor Ca / Cb) обычно считают физической системой.
- Система Mizar (Aa / Ab / Ba / Bb) и Alcor (сама по себе бинарная система, таким образом, Mizar Ca / Cb, хотя обычно не считалась физической до 2009 года)
См. Также [ править ]
- Бинарные звезды в художественной литературе
Ссылки [ править ]
- ^ а б в Эйткен, Р.Г. (1964). Двойные звезды . Нью-Йорк: Дувр. п. 1.
- ^ а б Хайнц, WD (1978). Двойные звезды . Дордрехт : Д. Рейдел . п. 17 . ISBN 90-277-0885-1.
- ^ Циммерман, Нил; Оппенгеймер, Бен Р.; Хинкли, Саша; Бреннер, Дуглас; Парри, Ян Р.; Шиварамакришнан, Ананд; Хилленбранд, Линн; Бейхман, Чарльз; Крепп, Джастин Р; Васишт, Гаутам; Робертс, Льюис С; Беррусс, Рик; Кинг, Дэвид Л; Суммер, Реми; Декани, Ричард; Шао, Майкл; Бушез, Антонин; Робертс, Дженнифер Е; Хант, Стефани (2010). "Параллактическое движение для обнаружения компаньонов: M-карлик, вращающийся вокруг Алькора". Астрофизический журнал . 709 (2): 733–740. arXiv : 0912.1597 . Bibcode : 2010ApJ ... 709..733Z . DOI : 10.1088 / 0004-637X / 709/2/733 . S2CID 6052794 .
- ^ Хайнц, WD (1978). Двойные звезды . Дордрехт : Д. Рейдел . С. 4–10 . ISBN 90-277-0885-1.
- ^ "Художественная концепция системы Полярной звезды - аннотированная" . ХабблСайт . Научный институт космического телескопа .
- ↑ A New View of Mizar , Leos Ondra, доступ на сайте 26 мая 2007 г.
- ^ Айткен, Роберт Г. (1935). Двойные звезды . Нью-Йорк: Макгроу-Хилл. п. 1.
- ↑ См. «Двойные звезды» , Роберт Грант Эйткен , Нью-Йорк: Довер, 1964, стр. 24–25, 38 и стр. 61, Современное состояние двойной звездной астрономии, K. Aa. Strand, Astronomical Journal 59 (март 1954 г.), стр. 61–66, Bibcode : 1954AJ ..... 59 ... 61S .
- ↑ Двойные звезды , Роберт Грант Эйткен , Нью-Йорк: Довер, 1964, стр. 260.
- ↑ Фраунгофер , 1814 г.
- ↑ Пикеринг , 1889 г.
- ^ «Маскировка под двойную звезду» . Изображение недели от ЕКА / Хаббла . Проверено 25 марта 2013 года .
- ^ стр. 2, Наблюдение и измерение двойных звезд , Боб Аргайл, изд., Лондон: Springer-Verlag, 2004, ISBN 1-85233-558-0 .
- ^ стр. 53–67, Наблюдение и измерение двойных звезд , Боб Аргайл, изд., Лондон: Springer-Verlag, 2004, ISBN 1-85233-558-0 .
- ^ Хайнц, WD (1978). Двойные звезды . Дордрехт: Издательство Д. Рейдел. п. 12 . ISBN 90-277-0885-1.
- ^ a b «Введение и развитие WDS», Вашингтонский каталог двойных звезд, архивированный 17 сентября 2008 г. на Wayback Machine , Брайан Д. Мейсон, Гэри Л. Вайкофф и Уильям И. Харткопф, Департамент астрометрии, ВМС США Обсерватория , доступ онлайн 20 августа 2008 г.
- ^ Шестой Каталог орбитам Визуальная Binary Stars Архивированные 2009-04-12 в Wayback Machine , Уильям И. Hartkopf и Брайан Д. Мейсон, США Военно - морской обсерватории , доступ по линии 20 августа 2008 года.
- ^ Хайнц, WD (1978). Двойные звезды . Дордрехт: Издательство Д. Рейдел . С. 17–18 . ISBN 90-277-0885-1.
- ^ Хайнц, WD (1978). Двойные звезды . Дордрехт: Издательство Д. Рейдел. п. 19 . ISBN 90-277-0885-1.
- ^ а б р. 307–308, Наблюдение и измерение двойных звезд , Боб Аргайл, изд., Лондон: Springer-Verlag, 2004, ISBN 1-85233-558-0 .
- ^ Вступление 14396-6050, открыватель код RHD 1AB, The Washington Double Star Catalog архивации 2012-07-08 в Archive.today , ВМС США обсерватория . Доступ онлайн 20 августа 2008 г.
- ↑ Формат текущего WDS. Архивировано 12 апреля 2008 г., в Wayback Machine , Вашингтонский каталог двойных звезд, Военно-морская обсерватория США . Проверено 26 августа 2008 г.
- ↑ Ссылки и коды первооткрывателей, Вашингтонский каталог двойных звезд, архивированный 13 апреля2008 г. в Wayback Machine , Военно-морская обсерватория США . Доступ онлайн 20 августа 2008 г.
- ^ «ALMA находит двойную звезду с дисками, образующими странные и дикие планеты» . Пресс-релиз ESO . Проверено 1 августа 2014 .
- ^ Иллюстрированная Гастроли ночного неба, что мы видим в звездах , Wojciak, Kelsey Oseid; Паб. 2017, Ten Speed Press, Калифорния, Нью-Йорк. biblio., ISBN 978-0-399-57953-0 , Первое издание.