ABC of Astronomy - D สำหรับ Double Star

• เมษายน 28, 2024

เราคุ้นเคยกับการมีดวงอาทิตย์เพียงดวงเดียวดังนั้นดาวเคราะห์ Tatooine ใน George Lucas สตาร์วอร์ส ดูเหมือนแปลกใหม่กับดวงอาทิตย์สองครั้ง แต่อย่างน้อยครึ่งดาวที่เราเห็นในท้องฟ้าก็คือระบบดาวหลายดวง พลุกพล่านเมื่อนักดาราศาสตร์พูดคุยเกี่ยวกับ ดาวคู่ พวกเขาอาจหมายถึงหนึ่งในสองของดาวคู่ที่ต่างกันมาก - จริง ไบนารี หรือเพียงแค่ แสงคู่.

แสงคู่
คู่แสงเป็นสิ่งประดิษฐ์ของการสังเกต ดาวสองดวงที่ไม่มีการเชื่อมต่อจะปรากฏขึ้นใกล้กันซึ่งเป็นการจัดวางแบบบังเอิญเมื่อมองจากโลก ตัวอย่างคือα Capricorni ในสภาพการรับชมที่ดีคุณสามารถเห็นทั้งα¹ Capricorni และα² Capricorni ไม่มีกล้องส่องทางไกล แม้ว่าพวกเขาจะดูสบาย ๆ ด้วยกันในความเป็นจริงα¹ หมวกคือ 690 ปีแสงจากเราและα² หมวกคือ 109 ปีแสง เนื่องจากระยะทางที่ยอดเยี่ยมจากเราα¹ Capricorni ดูเหมือนจะหรี่กว่า "เพื่อน" ของมัน แต่จริงๆแล้วส่องสว่างกว่ายี่สิบเท่า

ไบนารี
ดาวสองดวงในระบบเลขฐานสองนั้นถูกดึงดูดด้วยแรงดึงดูดซึ่งกันและกัน พวกเขามักจะอธิบายง่ายๆว่าเป็นการโคจรรอบกันและกัน หากใช้กล้องโทรทรรศน์หรือกล้องส่องทางไกลคุณสามารถดูดาวทั้งสองดวงได้ ภาพไบนารี. มิฉะนั้นมันจะเป็น ไบนารีที่ไม่ใช่ภาพ. นี่เป็นคำนิยามที่ใช้งานได้เนื่องจากการสังเกตเพิ่มเติมหรือเครื่องมือที่ปรับปรุงแล้วสามารถย้ายไบนารีจากที่ไม่ใช่ภาพไปยังคลาสที่มองเห็น

มันยังคงเป็นเรื่องยากที่จะบอกได้ว่าคุณมีดาวดวงเดียวหรือเป็นดาวคู่และถ้าเป็นสองเท่าไม่ว่าจะเป็นดาวคู่หรือไม่ก็ตาม ในอดีตมันเป็นไปไม่ได้เกือบตลอดเวลาดังนั้นคู่เลนส์และไบนารีจึงถูกรวมเข้าด้วยกัน

วิลเลียมเฮอร์เชลและดาวคู่
William Herschel (1738-1822) เริ่มล่าดาวสองระบบอย่างเป็นระบบในปี ค.ศ. 1779 อันที่จริงเขากำลังมองหาดาวคู่เมื่อเขาค้นพบดาวเคราะห์ดาวยูเรนัสในปี ค.ศ. 1781 แต่เขาไม่ใช่คนแรกที่สนใจคู่ผสม . นั่นคือนักดาราศาสตร์ชาวเช็ก Christian Mayer (1719-1783)

ข้อสันนิษฐานทั่วไปคือดาวคู่เป็นคู่ที่มองเห็นด้วยตา กว่า 150 ปีก่อนที่เมเยอร์จะเริ่มศึกษาดาวคู่กาลิเลโอเป็นคนแรกที่ได้เห็นดาวคู่ผ่านกล้องโทรทรรศน์ของเขา เขาคิดว่าดาวคู่นั้นเป็นดาวฤกษ์ที่ไม่เกี่ยวข้องตามแนวสายตาของเราและมุมระหว่างพวกมันจะเปลี่ยนไปเมื่อเราโคจรรอบดวงอาทิตย์เนื่องจากพารัลแลกซ์ (นี่คือแผนภาพที่แสดงสิ่งที่เราหมายถึงโดยรัลแลกซ์โดยใช้หนึ่งดาว)

เมเยอร์ไม่เห็นด้วย เขาตั้งทฤษฎีว่าดาวคู่อยู่ใกล้กันและโคจรรอบกันและกัน แต่เฮอร์เชลบอกรับสมาชิกกาลิเลโอและในการศึกษาดาวคู่เขาหวังว่าจะวัดระยะทางจากดาวฤกษ์โดยพารัลแลกซ์ แม้ว่าเขาจะจัดหมวดหมู่ดาวฤกษ์หลายร้อยดวงไว้ด้วยกัน แต่เขาก็แปลกใจ

กว่ายี่สิบปีหลังจากการสังเกตการณ์ดั้งเดิมของเขาเฮอร์เชลได้ปรับปรุงจำนวนของพวกเขาอีกครั้ง ห่างไกลจากการเห็นภาพพารัลแลกซ์ในปี 1803 เขาประกาศว่าดาวคู่เป็น "ไม่เพียง แต่เป็นรูปลักษณ์ภายนอกเท่านั้น แต่ต้องได้รับอนุญาตให้เป็นดาวคู่ที่แท้จริงของการรวมดาวสองดวงเข้าด้วยกันอย่างใกล้ชิด เฮอร์เชลได้รับเครดิตเมื่อใช้คำแรก ไบนารี่ เพื่ออธิบายการจับคู่ดังกล่าว ที่สำคัญกว่านั้นคือมันยืนยันว่าแรงโน้มถ่วงของนิวตันนั้นทำงานเกินกว่าระบบสุริยะ

ไบนารีที่ไม่ใช่ภาพ
มีวิธีการตรวจจับระบบเลขฐานสองที่นอกเหนือจากการมองเห็น คลาสของระบบเลขฐานสองนั้นขึ้นอยู่กับวิธีการตรวจจับมากกว่าลักษณะของระบบ สองประเภทที่พบมากที่สุดคือไบนารีสเปกโทรสโกปีและ eclipsing

ไบนารีสเปกโทรสโก
ไม่มีใครรู้ว่าดาว Mizar นั้นมีคู่ที่มองไม่เห็นจนกระทั่งปี ค.ศ. 1889 E. พิกเคอริง (1846-1919) ค้นพบที่หอดูดาว Harvard College ทำให้ Mizar เป็นคนแรก สเปกโทรสโกไบนารี.

หากมีดาวสองดวงจะมีเส้นสเปกตรัมสองชุด บางครั้งมันก็เพียงพอที่จะพิสูจน์ว่ามันมีไบนารี แต่ก็อาจจะมีการเปลี่ยนแปลง Doppler ในขณะที่ดาวโคจร ในขณะที่วัตถุกำลังเคลื่อนห่างจากเรามันมีสเปกตรัมสีแดงที่ถูกเลื่อนเช่นเส้นสเปกตรัมของมันอยู่ใกล้กับจุดสิ้นสุดสีแดงของสเปกตรัมแสง การขยับเข้าหาเราจะเลื่อนเส้นไปทางสีน้ำเงิน (สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้คลิกที่ลิงค์“ ค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบ” ด้านล่างบทความนี้)

Eclipsing ไบนารี
หากดาวสองดวงโคจรในแนวสายตาของเราดังนั้นดาวดวงหนึ่งจึงเคลื่อนที่ต่อหน้ากันและกันเมื่อพวกมันวงกลมเราก็มี eclipsing ไบนารี. ดูเหมือนว่าจะเป็นดาวดวงหนึ่งที่มีแสงส่องต่างกันออกไปเนื่องจากดาวทั้งสองหันหน้าไปทางด้านหน้าของ (ทางผ่าน) ซึ่งกันและกัน แผนภาพนี้แสดงให้เห็นว่าแสงแตกต่างกันอย่างไรในดาว Eclipsing variable Kepler-16

ความสำคัญของการศึกษาระบบไบนารี
เนื่องจากอย่างน้อยครึ่งหนึ่งของดาวที่เราเห็นนั้นเป็นระบบคู่การเข้าใจพวกมันจึงเป็นส่วนสำคัญของความรู้เกี่ยวกับวิวัฒนาการของดาวฤกษ์นักดาราศาสตร์ค้นพบระบบเลขฐานสอง ดาวฤกษ์ก่อนเกิดซึ่งชี้ให้เห็นว่ามีการสร้างระบบหลายดาวเมื่อเมฆโมเลกุลแตกตัวในระหว่างการก่อตัวดาวฤกษ์ สิ่งที่เรารู้เกี่ยวกับมวลดาวฤกษ์นั้นมาจากระบบเลขฐานสองเพราะมันเป็นไปไม่ได้ที่จะทำการตรวจวัดมวลของดาวฤกษ์เดี่ยวโดยตรง วิธีการตรวจจับระบบเหล่านี้เช่น Doppler spectroscopy และ transits ก็มีประโยชน์ในการค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบ

คำแนะนำวิดีโอ: Neutron Stars – The Most Extreme Things that are not Black Holes (เมษายน 2024).