Stea binară

Definiții moderne

Conform definiției moderne, termenul de stea binară se limitează în general la perechile de stele care se învârt în jurul unui centru de masă comun. Stelele binare care pot fi rezolvate cu ajutorul unui telescop sau prin metode interferometrice sunt cunoscute ca binare vizuale. Pentru majoritatea stelelor binare vizuale cunoscute nu s-a observat încă o revoluție întreagă (un cerc complet), ele sunt văzute ca parcurgând o traiectorie curbă sau un arc parțial.

Unele stele par să orbiteze în jurul spațiului gol și nu par să aibă un companion. În acest caz, steaua însoțitoare este fie foarte mică și slabă, fie este o stea neutronică sau o gaură neagră. Cel mai cunoscut exemplu de stea cu un companion invizibil este Cygnus X-1, în care companionul stelei vizibile pare a fi o gaură neagră.

Termenul mai general de stea dublă este folosit pentru perechile de stele care sunt văzute ca fiind apropiate pe cer. Această distincție este rareori făcută în alte limbi decât engleza. Stelele duble pot fi sisteme binare sau pot fi doar două stele care par a fi apropiate pe cer, dar care au distanțe reale foarte diferite față de Soare. Acestea din urmă sunt denumite duble optice sau perechi optice.

Binare vizuale

O stea binară vizuală este o stea a cărei separare între cele două stele poate fi observată cu ajutorul unui telescop. Steaua mai strălucitoare este cea primară, iar steaua mai slabă este cea secundară. Binariile vizuale au nevoie de mult timp pentru a orbita una în jurul celeilalte, de ordinul a sute sau chiar mii de ani.

Binariile spectroscopice

O binară spectroscopică este o binară în care cele două stele nu pot fi văzute separat nici măcar cu un telescop. Ele sunt foarte apropiate și se mișcă una în jurul celeilalte foarte repede, pe o perioadă de câteva săptămâni sau chiar câteva zile. Cu toate acestea, ele pot fi văzute ca fiind două stele separate cu ajutorul unui spectroscop, care este capabil să înregistreze schimbarea Doppler a culorii luminii emise de stelele care se apropie sau se îndepărtează rapid de Pământ.

Binare eclipsante

Unele binare spectroscopice au o orbită care se află pe marginea Pământului. În acest caz, stelele vor trece pe rând prin fața stelei partenere și o vor eclipsa, în ceea ce se numește o binară cu eclipsă. În acest caz, cantitatea de lumină pe care o vedem din partea dublei se diminuează ușor în timpul în care o stea se află în fața celeilalte.

Binariile astrale

O binară astrometrică este o binară în care poate fi observat doar un companion. În cazul binarelor astrometrice destul de apropiate de Pământ (până la aproximativ 10 parsecs), este posibil să se poată observa "oscilația" companionului vizibil în timp ce acesta se mișcă în jurul companionului său invizibil. Efectuând măsurători pe o perioadă lungă de timp, ar putea fi posibilă calcularea masei stelei vizibile și a duratei orbitei sale. Această metodă este, de asemenea, utilizată pentru a detecta prezența unor planete mari care orbitează în jurul unei stele; până în 2007, peste două sute de planete au fost descoperite în acest mod.

Proprietăți de sistem

Cele mai multe binare sunt binare detașate. Cu excepția atracției gravitaționale pe care o exercită una asupra celeilalte, ele nu au niciun efect una asupra celeilalte.

Unele binare sunt atât de apropiate una de cealaltă încât una sau ambele stele sunt capabile să extragă material din cealaltă. Binarele de contact au aceeași atmosferă stelară și, pe măsură ce frecarea le încetinește pe o perioadă lungă de timp, ele pot fuziona într-o singură stea. Acest eveniment violent le face să strălucească temporar mai puternic, mai strălucitor decât o novă, dar mai puțin strălucitor decât o supernovă.

Formare

Deși ar fi posibil ca stelele binare să se formeze atunci când o stea trece foarte aproape de alta, acest lucru este foarte puțin probabil (deoarece ar fi nevoie de trei stele apropiate una de alta pentru ca două să se unească) și ar avea loc numai în locuri unde stelele sunt foarte apropiate. Înțelegerea noastră actuală este că aproape toate binarele se formează împreună în norii de gaz dens în care se nasc stelele.

Runaways și novae

Este posibil (deși nu este probabil) ca o stea în trecere să perturbe un sistem binar și să furnizeze o forță gravitațională suficientă pentru a diviza sistemul binar. Astfel de stele separate își continuă viața ca stele simple obișnuite. Uneori, însă, este implicată o forță gravitațională suficientă pentru ca cele două companioane să se îndepărteze una de cealaltă cu viteze mari, ceea ce duce la ceea ce se numește stele fugitive.

Uneori, o stea se află pe orbita unei stele pitice albe. Dacă este suficient de mare și suficient de apropiată de pitica albă, aceasta poate absorbi gaze din atmosfera companionului său. De-a lungul unei perioade de timp, o mare cantitate de gaz se poate acumula pe pitica albă. Pe măsură ce acest gaz este compactat de gravitația piticei albe, va suferi în cele din urmă o fuziune nucleară, ceea ce va duce la o explozie de lumină foarte puternică, cunoscută sub numele de novă. În unele cazuri, pitica albă poate acumula atât de mult gaz încât explozia o distruge complet, în ceea ce se numește supernovă. Un astfel de eveniment poate duce, de asemenea, la apariția unor stele fugitive, deoarece steaua mai mare nu mai are un companion greu care să o țină pe orbită.

Binariile X - Ray

Binariile cu raze X produc mari cantități de radiații X. Ele rezultă din faptul că o stea masivă mănâncă o stea mai puțin masivă. Steaua mai puțin masivă devine donator, iar materia sa este drenată și cade în steaua mai masivă (dar mai compactă), actrița. Acest lucru eliberează fotoni de mare energie, de exemplu, în gama de lungimi de undă a razelor X. Razele X provin, de asemenea, de la consumul de materie de pe suprafața stelei mai masive într-un proces numit ardere termonucleară. Aceasta poate produce explozii de 10 secunde.