ABC of Astronomy - D è per Double Star

• Aprile 27, 2024

Siamo abituati ad avere un solo Sole, quindi il pianeta Tatooine in George Lucas Guerre stellari sembrava esotico con il suo doppio sole. Tuttavia almeno la metà delle stelle che possiamo vedere nel cielo sono sistemi di stelle multiple, di solito doppie. Confusamente, quando gli astronomi ne parlano stelle doppie potrebbero significare uno di due tipi di coppie di stelle abbastanza diversi: vero binari o semplicemente doppio ottico.

Doppi ottici
I doppi ottici sono artefatti dell'osservazione. Due stelle che non hanno alcuna connessione sembrano apparire vicine tra loro, un allineamento casuale visto dalla Terra. Un esempio è α Capricorni. In buone condizioni di visualizzazione, puoi vedere entrambi α¹ Capricorni e α² Capricorni senza binocolo. Anche se sembrano piuttosto intimi insieme, in effetti α¹ Cap è a 690 anni luce da noi e α² Cap è a 109 anni luce di distanza. A causa della sua grande distanza da noi, α¹ Capricorni sembra più debole del suo "compagno", ma in realtà è oltre venti volte più luminoso.

Binari
Le due stelle in un sistema binario sono tenute insieme dalla reciproca attrazione gravitazionale. Sono spesso descritti semplicemente come in orbita l'un l'altro. Se, usando un telescopio o un binocolo, puoi vedere ciascuna delle due stelle, è a binario visivo. Altrimenti è un binario non visivo. Questa è una definizione operativa, poiché un'ulteriore osservazione o strumenti migliorati possono spostare un binario dalla classe non visiva a quella visiva.

Può ancora essere difficile dire se hai una stella singola o doppia, e se doppia, sia binaria o meno. In passato era impossibile per la maggior parte del tempo, quindi i doppi ottici e i binari venivano raggruppati insieme.

William Herschel e doppie stelle
William Herschel (1738-1822) iniziò una caccia sistematica alle stelle doppie nel 1779. In realtà, stava cercando stelle doppie quando scoprì il pianeta Urano nel 1781. Ma non era la prima persona a interessarsi ai doppi . Quello era l'astronomo ceco Christian Mayer (1719-1783).

L'ipotesi prevalente era che le doppie stelle fossero accoppiamenti visivi casuali. Oltre 150 anni prima che Mayer iniziasse a studiare le doppie stelle, Galileo fu il primo a vedere una doppia stella attraverso il suo telescopio. Pensava che i doppi fossero stelle non correlate lungo la nostra linea di vista e che l'angolo tra loro sembrasse cambiare mentre orbitiamo attorno al Sole, a causa della parallasse. (Ecco un diagramma che mostra cosa intendiamo per parallasse usando una stella.)

Mayer non era d'accordo. Ha teorizzato che le stelle doppie erano vicine tra loro e in orbita l'una attorno all'altra. Ma Herschel si iscrisse alla visione galileiana e, nello studio delle stelle doppie, sperava di misurare le distanze stellari con la parallasse. Anche se ha catalogato oltre ottocento stelle multiple, è rimasto sorpreso.

Oltre venti anni dopo le sue osservazioni originali, Herschel ha ripreso alcuni di essi. Lungi dal vedere una parallasse, nel 1803 annunciò che le doppie stelle "non erano semplicemente doppie nell'aspetto, ma dovevano essere autorizzate a essere vere combinazioni binarie di due stelle, intimamente tenute insieme dal legame di reciproca attrazione". A Herschel è stato riconosciuto il primo utilizzo del termine binario per descrivere tali accoppiamenti. Ancora più importante, ha confermato che la gravitazione newtoniana era all'opera oltre il Sistema Solare.

Binari non visivi
Esistono modi per rilevare un sistema binario diverso da quello visivo. Le classi dei sistemi binari si basano più sui mezzi di rilevazione che sulle caratteristiche del sistema. I due tipi più comuni sono binari spettroscopici ed eclissanti.

Binari spettroscopici
Nessuno sapeva che la stella Mizar aveva un compagno invisibile fino al 1889. E. Pickering (1846-1919) lo scoprì all'Osservatorio del Harvard College, facendo di Mizar il primo binario spettroscopico.

Se ci sono due stelle, ci sono due serie di linee spettrali. A volte questo è sufficiente per stabilire che esiste un binario. Ma potrebbe esserci anche uno spostamento Doppler mentre orbita attorno alle stelle. Mentre un oggetto si sta allontanando da noi, ha uno spettro spostato in rosso, cioè le sue linee spettrali sono più vicine all'estremità rossa dello spettro luminoso. Muovendosi verso di noi sposta le linee verso il blu. (Per ulteriori informazioni, fai clic sul link "Ricerca di pianeti extrasolari" sotto questo articolo.)

Binari di eclissi
Se due stelle orbitano nella nostra linea di vista, in modo che una si muova di fronte all'altra mentre girano, abbiamo un binario di eclissi. Sembra essere una stella con emissione di luce variabile quando le due stelle a loro volta passano davanti a (transito) l'un l'altro. Questo diagramma mostra come varia la luce nella stella variabile eclissante Kepler-16.

Importanza dello studio dei sistemi binari
Poiché almeno la metà delle stelle che vediamo sono binarie, capirle è una parte essenziale della nostra conoscenza dell'evoluzione stellare.Gli astronomi hanno scoperto il binario protostelle, il che suggerisce che i sistemi a più stelle vengono prodotti quando la nuvola molecolare si rompe durante la formazione stellare. Gran parte di ciò che sappiamo delle masse stellari proviene da sistemi binari, perché non è possibile effettuare una misurazione diretta della massa di una singola stella. I metodi per rilevare questi sistemi, come la spettroscopia Doppler e i transiti, sono utili anche per scoprire pianeti extrasolari.

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