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双星示例

  在空间中视位置比较靠近的两颗星。由于彼此引力作用而沿着轨道互相环绕运动的,称为物理双星。远看彼此很靠近,实际上在空间相距很远,并不互相环绕运动的两颗星,称为光学双星。本条所讲仅指物理双星。组成双星的两颗星均称为双星的子星。天狼南门二五车二、南河三、角宿一心宿二、北河二、北斗一和参宿三等著名亮星都是双星。

双星的种类

  ①目视双星:指通过望远镜,人眼可以直接分辨开子星的双星。②干涉双星:指用干涉测量法(例如用经典干涉仪、强度干涉仪、光斑干涉仪等)测知的双星。③掩食双星:指由掩星(例如月掩星)观测分析而略知的双星。④天体测量双星:一般指通过天体测量方法发现其自行行迹为曲线并可用存在某伴星来解释其行迹而发现的双星。⑤分光双星:指由谱线位移的规律性而判知的双星。测得两颗子星谱线的称为双谱分光双星(或双线分光双星),只测到一颗子星谱线的称为单谱分光双星(或单线分光双星)。⑥光谱双星:指由连续光谱能量分布而判知的双星,这种双星往往是轨道面与视向接近垂直,而且两子星的光谱型相差悬殊。⑦食双星:指子星彼此掩食造成亮度规则变化的双星,又称食变星。⑧椭球双星(或椭球变星):指由两颗椭球状子星组成,其合成亮度随位相(轨道上的相对地位)按一定规律变化而被发现的双星,但并不是食双星,椭球双星与食双星可合称测光双星。很多人又把分光双星和测光双星合起来称为密近双星。另外还有按照观测波段或所包含的特殊对象而得名的双星,如射电双星、X射线双星(或简称 X线双星)、爆发双星(包含爆发变星)、脉冲星双星等等。

  双星是恒星世界的普遍现象,是规模最小的恒星集团。此外还有两颗以上恒星组成的聚星,如三颗星组成的三合星,四颗星组成的四合星,等等。太阳周围5.2秒差距(约17光年)内共有恒星60颗(包括太阳),其中32颗单星,11对双星(22颗),2组三合星(6颗),所以双星和聚星的子星颗数占总数46%强。实际上,有些双星是很难发现的,例如:周期甚长的目视双星,轨道倾角很小(轨道平面和视线交角接近直角)的分光双星,两子星质量悬殊的分光双星,轨道扁长因而不易观测到相对运动的目视双星,变光因素复杂而难以识别的食双星或椭球双星,变幅过小的食双星等等。因此,太阳附近空间的恒星是双星或聚星的子星的,并不限于上述百分数,估计约有半数或超过半数。在许多星协星团星云和一些河外星系中也发现有双星。

研究双星的意义

  要研究恒星的过去和未来,最重要的是先要弄清它们的现状,即了解它们当前的基本参量,其中特别重要的是质量。除太阳外,许多单星的质量是不容易求出的,即使求得,也很难准确,而双星却是测定恒星质量和其他基本参量的重要对象。不少单星的质量估值,要用双星质量去对比检验。双星和聚星还可以说是引力“实验室”。例如,天鹰座射电脉冲星PSR1913+16(轨道周期既短,偏心率又大,而且包含有致密星的双星)就为研究相对论和引力波提供了宝贵的资料。

  双星还给人们提供认识恒星之间各种相互作用的条件,如引力相互作用、辐射相互作用、物质相互作用等。双星对于研究某些恒星内部的密度分布、大气结构、爆发等问题也提供了非常有利的条件,还可以为研究许多恒星的演化和寻找黑洞提供宝贵的样品。此外,认真研究双星、聚星和行星系的区别与联系,必然会大大促进它们的起源和演化等问题的解决。因此,双星的研究受到天文界的重视。自从 X射线双星、射电双星、脉冲星双星发现以来,双星天文学内容更加丰富,研究更加活跃。

  参考书目

  W.D.Heintz,Double stars,D.Reidel Publ.Co., Dordrceht, Holland, 1978.

  A. H. Batten, Binary and Multiple Systems of stars,Elmsford,Oxford,1973.

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