Kaksoistähdet

Tähtijärjestelmää, jossa kaksi tai useampia tähtiä kiertävät saman painopisteen ympäri, kutsutaan kaksoistähdiksi (tai moninkertaisiksi tähdiksi). Kaksoistähdet ovat deep sky -havaitsijan kannalta siitä mielyttäviä kohteita, että niitä voi havaita jo suhteellisen pienellä kaukoputkella (joitain jopa kiikarilla). Kaksoistähdistä voidaan tehdä havaintoja silloinkin kun muiden syvän taivaan kohteiden havaitseminen on vaikeaa (esim. täydenkuun aikaan tai vaalealla alku- tai loppukesän yötaivaalla).

Kaksoistähdet voidaan luokitella kahteen luokkaan, fyysisesti lähekkäin oleviin eli todellisiin kaksoistähtiin ja optisiin kaksoistähtiin, jotka ainoastaan sattuvat sijaitsemaan samalla suunnalla, mutta todellisuudessa voivat olla hyvinkin etäällä toisistaan.

Tähdistä alle puolet ovat yksittäisiä tähtiä kuten Aurinko, yli 50% tähdistä kuuluu siis kaksois- tai useampikertaisiin järjestelmiin.

Kaksoistähdet voidaan luokitella käytetyn havaintomenetelmän mukaan eri ryhmiin (luokittelu ei siis liity mitenkään tähtien ominaisuuksiin).

Visuaaliset kaksoistähdet voidaan nähdä kaukoputkella erillisinä tähtinä kun komponenttien etäisyys toisistaan on suurempi kuin 0.1" (kaarisekuntia). Järjestelmän komponenttien keskinäinen asema muuttuu vuosien kuluessa kun tähdet kiertävät toistensa ympäri.

Astrometrisistä kaksoistähdistä voidaan nähdä suoraan ainoastaan järjestelmän kirkkaampi komponentti, mutta toisesta tähdestä ei voida tehdä suoria havaintoja. Kirkkaamman komponentin heilahteleva ominaisliike sen kiertäessä järjestelmän painopisteen ympäri paljastaa näkymättömän seuralaisen olemassaolon. Mikäli näkyvän komponentin massa saadaan selvitettyä esim. luminositeetin avulla, voidaan arvioida myös näkymättömän komponentin massa.

Hyvä esimerkki astrometrisestä kaksoistähdestä on Ison Koiran päätähti Sirius, jonka 1830-luvulla huomattiin liikkuvan aaltomaisesti. Heilahtelusta pääteltiin Siriuksella olevan seuralaisen, joka löydettiin myös visuaalisesti parisenkymmentä vuotta myöhemmin. Seuralainen, Sirius B, osoittautui valkeaksi kääpiöksi.

Spektroskooppiset kaksoistähdet näyttävät suurimmillakin teleskoopeilla ainoastaan yhdeltä tähdeltä, mutta ne voidaan havaita kaksoistähdiksi spektrissä tapahtuvan säännöllisen vaihtelun perusteella; tähden spektrissä erottuvat joko kahdet spektriviivat tai viivojen edestakainen Dopplerin-siirtymä kertoo näkymättömän seuralaisen olemassaolon.

Spektriviivan siirtymä oikealta paikaltaan on suoraan verrannollinen tähden säteisnopeuteen; toisiaan kiertävien tähtien spekriviivojen välimatka on suurimmillaan, kun toinen tähti tulee kohti ja toinen liikkuu poispäin. Spektriviivojen Dopplerin-siirtymän jakso kertoo komponenttien kiertoajan. Mitä suurempi on radan eksentrisyys, sitä enemmän spektriviivojen siirtymistä saatavat nopeuskäyrät poikkeavat sinisiirtymästä.

Fotometrisissä kaksoistähdissä eli pimennysmuuttujissa komponentit peittävät ajoittain toisensa, jolloin tähtien kirkkaus muuttuu. Tähden kirkkauden jaksottainen muuttuminen paljastaa ne kaksoistähdiksi.

Kaksoistähdet voidaan luokitella lisäksi niiden komponenttien keskinäisen etäisyyden mukaan. Kaukaisilla kaksoistähdillä komponenttien etäisyys on kymmeniä tai satoja AU ja kiertoaika kymmenistä tuhansiin vuosiin. Lähekkäisillä kaksoistähdillä etäisyyttä on pienimmillään tähden säteen luokkaa ja suurin etäisyys suunnilleen muutama AU sekä kiertoaika joistain tunneista muutamiin vuosiin. Kontaktikaksoistähdillä komponentit koskettavat toisiaan.

Taivaankappaleet