ABC da astronomia - D é para estrela dupla

• Abril 28, 2024

Estamos acostumados a ter apenas um Sol, então o planeta Tatooine na casa de George Lucas Guerra das Estrelas parecia exótico com seu sol duplo. No entanto, pelo menos metade das estrelas que podemos ver no céu são sistemas estelares múltiplos, geralmente o dobro. Confusamente, quando os astrônomos falam sobre estrelas duplas eles podem significar um dos dois tipos bem diferentes de pares de estrelas - é verdade binários ou apenas dobras ópticas.

Duplas ópticas
Dobros ópticos são artefatos de observação. Duas estrelas que não têm conexão aparecem juntas, um alinhamento coincidente quando visto da Terra. Um exemplo é α Capricorni. Em boas condições de visualização, você pode ver ambos¹ Capricorni e α² Capricorni sem binóculos. Embora pareçam bastante aconchegantes, de fato α¹ Cap está a 690 anos-luz de nós e α² Cap está a 109 anos-luz de distância. Devido à sua grande distância de nós, α¹ Capricorni parece mais escuro que o seu "companheiro", mas na verdade é vinte vezes mais luminoso.

Binários
As duas estrelas em um sistema binário são mantidas juntas por sua atração gravitacional mútua. Eles são frequentemente descritos simplesmente como orbitando um ao outro. Se, usando um telescópio ou binóculo, você pode ver cada uma das duas estrelas, é uma binário visual. Caso contrário, é um binário não visual. Esta é uma definição de trabalho, porque observações adicionais ou instrumentos aprimorados podem mover um binário da classe não visual para a visual.

Ainda pode ser difícil dizer se você tem uma única estrela ou uma estrela dupla e se é dupla, seja binária ou não. No passado, era impossível na maioria das vezes, então os binários e binários ópticos eram agrupados.

William Herschel e estrelas duplas
William Herschel (1738-1822) iniciou uma busca sistemática por estrelas duplas em 1779. Na verdade, ele estava procurando por estrelas duplas quando descobriu o planeta Urano em 1781. Mas ele não foi a primeira pessoa a se interessar pelas duplas. . Era o astrônomo tcheco Christian Mayer (1719-1783).

A suposição predominante era que estrelas duplas eram pares visuais aleatórios. Mais de 150 anos antes de Mayer começar a estudar estrelas duplas, Galileu foi o primeiro a ver uma estrela dupla através de seu telescópio. Ele achava que as duplas eram estrelas não relacionadas ao longo de nossa linha de visão, e que o ângulo entre elas parecia mudar à medida que orbitamos o Sol, por causa da paralaxe. (Aqui está um diagrama que mostra o que queremos dizer com paralaxe usando uma estrela.)

Mayer discordou. Ele teorizou que estrelas duplas estavam próximas umas das outras e orbitando umas às outras. Mas Herschel adotou a visão galileana e, ao estudar estrelas duplas, esperava medir distâncias estelares por paralaxe. Embora ele tenha catalogado mais de oitocentas estrelas múltiplas, ele teve uma surpresa.

Mais de vinte anos após suas observações originais, Herschel mediu várias delas. Longe de ver uma paralaxe, em 1803, ele anunciou que estrelas duplas "não eram meramente duplas na aparência, mas devem ser permitidas combinações binárias reais de duas estrelas, intimamente mantidas juntas pelo vínculo de atração mútua". Herschel foi creditado com o primeiro uso do termo binário para descrever esses pares. Mais importante, confirmou que a gravitação newtoniana estava funcionando além do Sistema Solar.

Binários não visuais
Existem maneiras de detectar um sistema binário que não seja visualmente. As classes de sistemas binários são baseadas mais nos meios de detecção do que nas características do sistema. Os dois tipos mais comuns são binários espectroscópicos e eclipsantes.

Binários espectroscópicos
Ninguém sabia que a estrela Mizar tinha um companheiro invisível até 1889. E.C. Pickering (1846-1919) a descobriu no Harvard College Observatory, fazendo de Mizar o primeiro binário espectroscópico.

Se houver duas estrelas, existem dois conjuntos de linhas espectrais. Às vezes, isso é suficiente para estabelecer que há um binário. Mas também pode haver um deslocamento Doppler à medida que as estrelas orbitam. Enquanto um objeto está se afastando de nós, ele possui um espectro com desvio para o vermelho, ou seja, suas linhas espectrais estão mais próximas da extremidade vermelha do espectro da luz. Mover-se em nossa direção muda as linhas em direção ao azul. (Para saber mais sobre isso, clique no link "Procurando por exoplanetas" abaixo deste artigo.)

Binários eclipsantes
Se duas estrelas orbitam em nossa linha de visão, de modo que uma se move na frente da outra enquanto circulam, temos um binário eclipsante. Parece ser uma estrela com saída de luz variável à medida que as duas estrelas passam na frente de (transito) entre si. Este diagrama mostra como a luz varia na estrela variável eclética Kepler-16.

Importância de estudar sistemas binários
Como pelo menos metade das estrelas que vemos são binárias, compreendê-las é uma parte essencial do nosso conhecimento da evolução estelar.Astrônomos descobriram binário protoestrelas, o que sugere que sistemas com várias estrelas são produzidos à medida que a nuvem molecular se quebra durante a formação de estrelas. Muito do que sabemos sobre massas estelares vem de sistemas binários, porque não é possível fazer uma medição direta da massa de uma única estrela. Os métodos para detectar esses sistemas, como espectroscopia Doppler e trânsitos, também são úteis na descoberta de planetas extra-solares.

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