Table of contents

1 Typen 2 Begriffe 3 Mehrfachsterne 4 Einteilung nach Beobachtungsmöglichkeit 4.1 Visuelle Doppelsterne 4.2 Spektroskopische Doppelsterne 4.3 Photometrische Doppelsterne 4.4 Astrometrische Doppelsterne 5 Entstehung 6 Geschichte 7 Doppelsternkataloge 7.5 Visuelle Doppelsterne 7.6 Spektroskopische Doppelsterne 7.7 Photometrische Doppelsterne

Typen

Man unterscheidet:

• Optische Doppelsterne (scheinbare Doppelsterne): zwei Sterne, die von der Erde aus in praktisch gleicher Richtung am Himmel erscheinen, die sich aber gravitativ nicht gegenseitig beeinflussen. Diese Art ist für die Astronomie eher uninteressant.

• Physische Doppelsterne oder Doppelsternsysteme: zwei Sterne, die sich aufgrund ihrer räumlichen Nähe gegenseitig gravitativ beeinflussen und sich nach den Keplerschen Gesetzenn um einen gemeinsamen Schwerpunkt bewegen.

Begriffe

Der hellere der beiden Sterne wird Hauptstern (oder Hauptkomponente) genannt und mit dem Buchstaben A bezeichnet, die lichtschwächere ist der Begleiter und wird mit B bezeichnet.

Je nach Abstand der Sterne voneinander liegen die Umlaufzeiten von Doppelsternsystemen zwischen einigen Stunden (bei sehr nahen Sternen) oder vielen tausend Jahren. Der Abstand kann auch so gering sein, dass Materie vom einen zum anderen Stern strömen kann. Die Bedeutung der Doppelsterne liegt darin, dass nur mit ihrer Hilfe (und den Keplerschen Gesetzen) die Masse, der Durchmesser und die Dichte von Sternen zuverlässig ermittelt werden können.

Mehrfachsterne

Ein physisches System aus mehr als zwei Sternen wird Mehrfachstern genannt.

Meist entdeckt man Mehrfachsterne zunächst als Doppelstern. Die oft unsichtbaren Begleiter machen sich dann als Störungen der anderen Komponenten des Systems bemerkbar. Beispiele für Mehrfachsterne sind:

• 3 Komponenten
  • η Orionis: ein spektroskopischer Doppelstern mit einem fernen Begleiter, Umlaufzeit des Doppelsterns 8 Tage, des Begleiters um den Doppelstern 3470 Tage.
• 4 Komponenten
  • ξ Ursae Majoris: erscheint als Doppelstern mit einer Umlaufzeit von 59,6 Jahren, jede Komponente enthält aber nochmals ein Doppelsternsystem (mit Umlaufzeiten von 4 und 699 Tagen).
• 6 Komponenten
  • α Geminorum: drei Spektroskopische Doppelsterne mit einem Bedeckungsveränderlichen.

Visuelle Doppelsterne eignen sich gut, um das Auflösungsvermögen eines Fernrohrs zu bestimmen. Dazu wählt man eine Reihe von Doppelsternen mit jeweils etwa gleich hellen Sternen, deren Winkelabstand abnimmt. Nach Beobachtung mit einem gegebenen Gerät kann man feststellen, ab welchem Winkelabstand die Sterne nicht mehr getrennt wahrgenommen werden können.

Spektroskopische Doppelsterne

Spektroskopische Doppelsterne sind optisch nicht mehr zu trennen und werden über Anomalien des Spektrums als solche erkannt. Entweder überlagern sich die Spektren beider Sterne und bilden aufgrund unterschiedlichen Spektraltyps ein zusammengesetztes Spektrum. Ist der Helligkeitsunterschied beider Sterne größer als eine Größenklasse, so überstrahlt das Spektrum des Hauptsterns das Spektrum des Begleiters. Jedenfalls zeigen periodische Verschiebungen der Spektrallinien infolge der periodisch veränderten Radialgeschwindigkeit der Sterne um den gemeinsamen Schwerpunkt (Dopplereffekt) an, dass es sich um ein Doppelsternspektrum handelt.

Photometrische Doppelsterne

Sie sind Bedeckungsveränderliche und verraten ihren Doppelsterncharakter durch periodischen Wechsel der Helligkeit. Die Bahnebene der Komponenten fällt also in die Sichtlinie zum Beobachter, so dass sich beide Sterne periodisch verdecken. Dieser Helligkeitswechsel lässt sich mit photometrischen Methoden messen.

Astrometrische Doppelsterne

Die astrometrischen Doppelsterne verraten ihre Natur infolge periodisch veränderter Positionen relativ zu anderen Sternen in der Sichtlinie. Diese Positionsänderungen überlagern sich der Eigenbewegung des beobachteten Sterns und werden durch den Umlauf um einen gemeinsamen Schwerpunkt mit einem nicht sichtbaren Begleiter verursacht. Mit dieser Methode werden auch extrasolare Planeten gefunden.

Entstehung

Man vermutet heute, dass Sterne in interstellaren Wolken ("Brutgebiete") gruppenweise entstehen. Es besteht dabei eine große Wahrscheinlichkeit, dass solche nahe beeinander befindlichen Sterne sich zu einem System verbinden.

Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, dass ein massereicher Stern einen kleineren Begleiter infolge seiner Gravitationskraft einfängt und auf eine Umlaufbahn zwingt.

Geschichte

Bereits im Altertum waren Doppelsterne bekannt. Der Sternenkatalog des Ptolemäus verzeichnet den Doppelstern ν₁ und ν₂ Sagittarii. Hierbei handelt es sich jedoch nicht um einen physischen Doppelstern.

Die Erfindung des Fernrohrs machte dann die Auflösung von Doppelsternen möglich. Erstmals beschreibt Johann Baptist Cysat 1619 eine entsprechende Beobachtung.

Wilhelm Herschel erkannte als erster um 1800 die Existenz physischer Doppelsterne. Für das Sternpaar 61 Cygni berechnete Friedrich Wilhelm Bessel 1812 erstmals eine Sternparallaxe.

Doppelsternkataloge

Visuelle Doppelsterne

• H. M. Jeffers u.a.: Index Catalogue of Visual Double Stars 1961.0 (IDS)
• S. W. Burnham: General Catalogue of Double Stars. (BDS)