Doppelte Doppelsterne sehen

Da unser Sonnensystem einen einzigen Stern im Herzen hat, ist es logisch anzunehmen, dass sich alle Sterne unabhängig voneinander bilden und allein die Galaxie bereisen. Es stellt sich jedoch heraus, dass etwa ein Drittel (oder möglicherweise sogar mehr) aller Sterne in unserer Galaxie (und in anderen Galaxien) in Mehrsternsystemen geboren wurden. Es kann zwei Sterne (als Binärzahl bezeichnet), drei Sterne oder sogar mehr geben. 

Die Mechanik eines Doppelsterns

Binaries (zwei Sterne, die um einen gemeinsamen Massenschwerpunkt kreisen) sind am Himmel sehr verbreitet. Der größere der beiden Sterne in einem solchen System wird als Primärstern bezeichnet, während der kleinere der Begleiter oder Sekundärstern ist. Eine der bekanntesten Binärdateien am Himmel ist der helle Stern Sirius, der einen sehr trüben Begleiter hat. Ein weiterer Favorit ist Albireo, Teil des Sternbilds Cygnus, der Schwan. Beide sind leicht zu erkennen, es sind jedoch Teleskope oder Ferngläser erforderlich, um die Komponenten der einzelnen Binärsysteme zu erkennen. 

Der Begriff binäres Sternensystem sollte nicht mit dem Begriff verwechselt werden Doppelstern. Solche Systeme werden normalerweise als zwei Sterne definiert, die miteinander zu interagieren scheinen, aber tatsächlich sehr weit voneinander entfernt sind und keine physikalische Verbindung haben. Es kann verwirrend sein, sie auseinander zu halten, besonders aus der Ferne. 

Es kann auch ziemlich schwierig sein, die einzelnen Sterne eines Binärsystems zu identifizieren, da einer oder beide Sterne nicht optisch sein können (mit anderen Worten, im sichtbaren Licht nicht besonders hell). Wenn solche Systeme gefunden werden, fallen sie normalerweise in eine von vier folgenden Kategorien.

Visuelle Binärdateien

Wie der Name schon sagt, sind visuelle Binärdateien Systeme, in denen die Sterne einzeln identifiziert werden können. Interessanterweise ist es dazu notwendig, dass die Sterne "nicht zu hell" sind. (Natürlich ist die Entfernung zu den Objekten auch ein entscheidender Faktor, ob sie einzeln aufgelöst werden oder nicht.) Wenn einer der Sterne von hoher Leuchtkraft ist, "übertönt" seine Helligkeit die Sicht des Begleiters. Das macht es schwer zu sehen. Visuelle Binärdateien werden mit Teleskopen oder manchmal mit einem Fernglas erkannt.

In vielen Fällen können andere Binärdateien, wie die unten aufgeführten, als visuelle Binärdateien eingestuft werden, wenn sie mit ausreichend leistungsfähigen Instrumenten beobachtet werden. Die Liste der Systeme in dieser Klasse wächst also ständig, da mit leistungsstärkeren Teleskopen mehr Beobachtungen gemacht werden.

Spektroskopische Binärdateien

Spektroskopie ist ein mächtiges Werkzeug in der Astronomie. Es ermöglicht Astronomen, verschiedene Eigenschaften von Sternen zu bestimmen, indem sie einfach ihr Licht bis ins kleinste Detail untersuchen. Bei Binärsystemen kann die Spektroskopie jedoch auch zeigen, dass ein Sternsystem tatsächlich aus zwei oder mehr Sternen bestehen kann.

Wie funktioniert das? Wenn zwei Sterne sich gegenseitig umkreisen, bewegen sie sich manchmal auf uns zu und von uns weg. Dies führt dazu, dass das Licht bläulich verschoben und dann wiederholt rot verschoben wird. Indem wir die Häufigkeit dieser Verschiebungen messen, können wir Informationen über ihre Umlaufbahnparameter berechnen.

Da spektroskopische Binärdateien oft sehr nahe beieinander liegen (so nahe, dass selbst ein gutes Teleskop sie nicht "trennen" kann, sind sie selten auch visuelle Binärdateien. In den seltenen Fällen sind diese Systeme normalerweise sehr nahe an der Erde und haben sehr lange Zeiträume (je weiter sie voneinander entfernt sind, desto länger brauchen sie, um ihre gemeinsame Achse zu umkreisen.) Enge und lange Zeiträume erleichtern das Erkennen der Partner jedes Systems.

Astrometrische Binärdateien

Astrometrische Binärdateien sind Sterne, die sich unter dem Einfluss einer unsichtbaren Gravitationskraft im Orbit zu befinden scheinen. Oft genug ist der zweite Stern eine sehr schwache Quelle elektromagnetischer Strahlung, entweder ein kleiner brauner Zwerg oder vielleicht ein sehr alter Neutronenstern, der sich unterhalb der Todeslinie gedreht hat.

Informationen über den "fehlenden Stern" können durch Messen der Umlaufbahneigenschaften des optischen Sterns ermittelt werden. Die Methode zum Auffinden von astrometrischen Binärdateien wird auch zum Auffinden von Exoplaneten (Planeten außerhalb unseres Sonnensystems) verwendet, indem nach "Wackeln" in einem Stern gesucht wird. Basierend auf dieser Bewegung können die Massen und Umlaufbahnen der Planeten bestimmt werden.

Eclipsing-Binärdateien

In verdunkelnden binären Systemen befindet sich die Umlaufbahn der Sterne direkt in unserer Sichtlinie. Daher bewegen sich die Sterne auf ihrer Umlaufbahn voreinander. Wenn der dunklere Stern vor dem helleren Stern vorbeikommt, ist ein deutlicher "Abfall" der beobachteten Helligkeit des Systems zu verzeichnen. Dann, wenn sich der schwächere Stern bewegt hinter Zum anderen gibt es einen kleineren, aber noch messbaren Helligkeitsabfall.

Basierend auf der Zeitskala und den Größen dieser Einbrüche können die Umlaufbahncharakteristika sowie Informationen über die relativen Größen und Massen der Sterne bestimmt werden.

Eclipsing-Binärdateien können aber auch gute Kandidaten für spektroskopische Binärdateien sein, wie diese Systeme, bei denen es sich selten, wenn überhaupt, um visuelle Binärsysteme handelt.