Двойные звёзды

ДВОЙНЫЕ ЗВЁЗДЫ, две звезды, связанные гравитацией в единую систему; компоненты этой системы обращаются вокруг общего центра масс по эллиптическим орбитам. Системы звёзд, имеющие несколько таких компонент, называются кратными звёздами. Периоды обращения известных двойных звезд составляют от нескольких минут до нескольких миллионов лет. Большинство достаточно полно исследованных звёзд обнаруживают присутствие, по крайней мере, одной гравитационно связанной с ними компоненты, т. е. являются двойными или кратными звёздами. Ближайшая к нам звезда - альфа Центавра, а также ярчайшая звезда на небе - Сириус – являются двойными звездами. Близко расположенные на небе звёзды, не связанные силой гравитации в единую систему, называются оптическими парами.

Причиной широкого распространения двойных звезд является образование звёзд в результате коллапса протяжённых вращающихся межзвёздных газово-пылевых облаков. Вращение препятствует аккумуляции всего вещества исходных облаков компактными звёздами и вызывает деление этих облаков в процессе коллапса на две (или более) части - будущие компоненты двойных или кратных звёзд.

Исторически единое семейство двойных звезд делится на несколько групп, различающихся методикой обнаружения двойственности. Компоненты визуально-двойных звёзд разделяются в поле зрения телескопа. У спектрально-двойных звёзд обнаруживается периодическое изменение со временем положения спектральных линий одной или обеих компонент, отражающее в силу эффекта Доплера их орбитальное вращение. Затменнодвойные звёзды из-за орбитального движения компонент периодически полностью или частично затмевают друг друга, если Солнце оказалось близко к плоскости их орбиты. Особенное значение имеет изучение свойств тесных двойных звёзд, компоненты которых, расширяясь в ходе своей эволюции, активно взаимодействуют друг с другом, обмениваются веществом. К двойным звездам относят также астрометрические двойные звезды, обладающие тёмными спутниками, звёзды со сложными (составными) спектрами, широкие пары (пары звёзд с общим собственным движением).

Первооткрывателем двойных звезд считается У. Гершель, проводивший в 1770-80-х годах наблюдения двойных звезд при попытке измерить звёздные параллаксы; при этом он использовал идею Г. Галилея о возможности определения параллакса более яркой компоненты оптической пары относительно слабой и поэтому, вероятно, более далёкой компоненты. В результате этих наблюдений Гершель обнаружил криволинейность движения спутников нескольких двойных звезд и оценил величину периодов орбитального движения для них. В 1803 году У. Гершель опубликовал списки нескольких сотен двойных звезд. В. Я. Струве (смотри Струве) выполнил фундаментальные работы по обнаружению и измерению точных положений двойных и кратных звёзд; результаты его наблюдений опубликованы в трёх каталогах (1827, 1837, 1852). Дж. Гершель распространил изучение двойных звезд на Южное полушарие неба. Первая спектрально-двойная звезда была открыта в 1889 году по периодическому раздвоению спектральных линий в её спектре вследствие эффекта Доплера. Этот метод оказался наиболее эффективен при исследовании тесных двойных звезд с орбитальными периодами менее нескольких лет. К началу 21 века известны основные параметры нескольких тысяч таких звёзд.

Исследование двойных звезд - самый надёжный источник сведений о массах, радиусах, структуре и эволюции звёзд. Тесные двойные звезды обнаружили большое разнообразие путей эволюции своих компонент, что позволило широко использовать предположение о двойственности для объяснения свойств многих «аномальных» классов наблюдаемых звёзд. Некоторые типы звёзд и явления их жизни оказались целиком обязанными факту их тесной двойственности. Наблюдение спектрально-двойных звёзд стало основным источником информации о структуре и эволюции одиночных и двойных звёзд. Активное взаимодействие компонент тесных двойных звезд в ходе их эволюции приводит к потере вещества из оболочек компонент и обнажению их ядер, что позволяет изучать поздние стадии эволюции звёзд различных масс (белые карлики, нейтронные звёзды и чёрные дыры).

Лит.: Масевич А. Г., Тутуков А. В. Эволюция звезд: теория и наблюдения. М., 1988.