כוכב זוגי

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

כוכב זוגי – כוכב כפול פיזי. מערכת של שני כוכבים או יותר המקיפים מרכז משותף. עבור כל כוכב, הכוכב האחר הוא "כוכב בן־זוג".

רוב הכוכבים ביקום מהווים חלק ממערכת זוגית או מרובה (שלושה כוכבים ויותר). המערכות נבדלות זו מזו באופן הגילוי שלהן (ראה סוגים).

ניתן לאסוף מידע רב מניתוח הפיזיקה של מערכות כוכבים זוגיות, זאת משום שמדידה של מחזור סיבוב של זוג כוכבים וחקר הספקטרום של כוכבים אינם תלויים במרחק אל המקור (זאת במידה ואין חומר בין-כוכבי). ניתוח הפיזיקה של מערכות כוכבים זוגיות הנו חיוני לקביעת המסות והרדיוסים של כוכבים (היום קיימות שיטות עקיפות נוספות למדידת רדיוסים, אולם הן מדויקות הרבה פחות ואינן מספקות מידע לגבי כוכבים הנמצאים על הסדרה הראשית). בכוכבים לוקים אנו מודדים בנוסף האפלת שפה (Limb darkening), המאפשרת קבלת מושג על המבנה התרמי של אטמוספרת הכוכב. פרמטרים נוספים כגון ממדי המערכת הזוגית, מהירות הכוכבים במערכת והמרחק בין בני הזוג ניתנים גם הם למדידה במערכות זוגיות.

ניתן להשתמש בכוכבים זוגיים שבהם אחד מהכוכבים הוא חור שחור על מנת למצוא בקלות יחסית חורים שחורים.

[עריכה] סוגים של מערכות כוכבים זוגיות

• כוכבים זוגיים אופטיים (כוכבים כפולים): אלה הם למעשה כוכבים שאין ביניהם קשר פיזיקלי כלשהו, אולם מבחינת הצופה הם נראים כזוג משום שבאקראי שניהם מופיעים כמעט על אותו קו ראיה.
• זוגות נראים: אלה הם זוגות אמיתיים שבהם המרחק בין שני הכוכבים במערכת הזוגית הוא גדול מספיק כדי שניתן יהיה לזהות שמדובר בזוג כוכבים (ולא בכוכב בודד). במערכות אלו כל רכיב במערכת הזוגית ניתן לתצפית בנפרד.
• זוגות אסטרומטריים: במערכות כאלו, רק רכיב אחד נראה בתצפית ישירה, אולם תנועתו מראה שהיא מושפעת מנוכחות רכיב נוסף, בלתי נראה. על-ידי ניתוח התנועה של הרכיב הנראה, ניתן לחקור פרמטרים של המערכת כגון זמן המחזור, המרחק בין רכיבי המערכת והמסה הכללית שלה.
• זוגות ספקטרוסקופיים: זוג כוכבים השייך לקבוצה זו נראה ככוכב בודד. במערכות כאלו בני-הזוג קרובים אחד לשני, או שהמערכת כולה רחוקה מאוד מאתנו כך שלא ניתן להבחין בבני-הזוג בנפרד, אולם את נוכחותם יודעים עקב ניתוח ספקטרום הגלים שמגיע מהם וניתוח תנועתו העדינה של "הכוכב היחיד" במרחב. בעזרת אפקט דופלר, ידוע כי כאשר כוכב מתרחק מאיתנו, גלי האור המגיעים ממנו יסטו בספקטרום לכיוון האדום, וכאשר הוא מתקרב, יסטו לכיוון הכחול, כך גם עם כוכבים פיזיים ספקטרוסקופיים; כאשר כוכב אחד מקיף כוכב אחר, משמע שלנו יראה שבשלב מסוים הוא מתקרב אלינו, ובשלב מסוים הוא מתרחק מאיתנו (התנועה מעגלית), ומכיוון ששני הכוכבים מקיפים זה את רעהו, ניתן לזהות את האפקט בקביעות בכפולים מסוג זה, בדרך כלל: משך "יממה" (זמן ההקפה של כוכב א' את כוכב ב' וההסטה לאדום וחזרה לכחול) הוא משך קבוע ולאחר מס' מדידות בעזרת ספקטרומטר (מכשיר שנועד למדוד את קווי הספקטרום) ניתן לדעת מה אורך ההקפה של הכוכבים אחד סביב השני וקירבתם זה לזה.

• זוגות ספקטראליים: זוהי למעשה תת-קבוצה של הזוגות הספקטרוסקופיים שהצגנו בסעיף הקודם. בתצפיות נראה זוג כזה כאילו הוא כוכב בודד, אולם בניגוד לקבוצה הקודמת (ספקטרוסקופיים) לא ניתן להבחין באפקט דופלר. אולם, בבחינת הספקטרום של המערכת מקבלים קווי בליעה שונים זה מזה המאפיינים שני כוכבים בעלי תכונות ספקטראליות שונות. דוגמה לכך היא מערכת זוגית המכילה כוכב קר וכוכב חם. לכוכבים קרים ספקטרום שונה מזה של כוכבים חמים. אם רואים כי הספקטרום מכיל את הקווים האופייניים לכוכב קר וגם לזה של הכוכב החם, אזי ניתן להסיק כי מדובר במערכת שבה שני כוכבים.
• זוגות לוקים (או מאפילים): במקרים מיוחדים מאוד, כאשר קו הראייה אל המערכת כמעט מתלכד (או מתלכד לגמרי) עם מישור המסילות, ניתן לראות שכוכב אחד מאפיל (לוקה) לסירוגין על הכוכב השני ועקב כך בהירותו הכוללת של הכפול משתנה על-כן נחשב כוכב כפול זה ככוכב משתנה. הליקוי ואפקט דופלר הנוצר על-ידי המהירות המסלולית של הכוכבים, מובחנים היטב במערכות כאלו. במידה וזהו המקרה, רואים ירידה מחזורית בעוצמת האור הנמדדת מן המערכת. ליקוים חלקיים מובחנים במערכות שמישור המסילות שלהן אינו נמצא לגמרי על קו הראייה שלנו.