Przejdź do treści

Odkrywamy ciekawe gwiazdy podwójne

W Wielkim Wozie (część konstelacji Ursa Major), tuż przy załamaniu rączki dyszka znajduje się słynna gwiazda podwójna Mizar, a 12' na północny wschód od niej leży słabszy Alkor (na górze i po lewej na zdjęciu).

Mniej więcej połowa gwiazd na niebie należy do układów podwójnych lub wielokrotnych. Oto niektóre z najbardziej znanych i fascynujących par gwiazd.

Obserwacje gwiazd podwójnych to popularny punkt pokazów astronomicznych. Prowadzący zwykle wskazuje Mizara i jego ciemniejszego towarzysza, gwiazdę Alkor, należące do asteryzmu Wielkiego Wozu. Latem często teleskopy są z kolei zwrócone ku podwójnej gwieździe Albireo w Łabędziu. Ciekawych układów wielokrotnych jest oczywiście dużo więcej.

Obserwowanie gwiazd podwójnych jest satysfakcjonującym doświadczeniem, które daje nam możliwość zmierzenia się z możliwościami naszego sprzętu astronomicznego, z warunkami widoczności nieba, a przede wszystkim z naszymi umiejętnościami obserwacyjnymi. Jeśli mamy dość cierpliwości, by obserwować gwiazdy takie jak 61 Cygni przez wiele lat, możemy też na własne oczy przekonać się, że niebo jest niezwykle dynamiczne i żywe. Ale układy podwójne są nie tylko piękne. Przez wiele dekad znajdowały się w centrum zainteresowania zarówno profesjonalnych obserwatorów, jak i amatorów. Odegrały ważną rolę w naszym zrozumieniu grawitacji i budowy galaktyki, w której żyjemy – Drogi Mlecznej.

Mizar i Alkor od dawna stanowią też test na wzrok. Gwiazdy te (a w zasadzie umiejętność ich rozdzielenia okiem nieuzbrojonym w lornetkę czy teleskop) są nawet określane we wczesnych tekstach arabskich jako "test". Obserwatorzy nieba nie mieli jednak pojęcia, że widzą tylko przypadkowe zbliżenie do siebie dwóch różnych obiektów. Mizar i Alkor wydają się wprawdzie obecnie częścią większej grupy gwiazd poruszających się razem w Galaktyce, ale nie są one prawdziwym układem podwójnym związanym grawitacyjnie. Takie układy nazywa się raczej parami o wspólnym ruchu własnym.

Niespełna 10 lat po tym, gdy Galileusz skierował swój teleskop w niebo, jego przyjaciel Benedetto Castelli odkrył, że Mizar ma pobliskiego towarzysza Mizara B, gwiazdę o niemal równej jasności. Mizar jest łatwy do rozdzielenia już przez mały teleskop. Castelli zauważył również pobliskiego towarzysza gwiazdy β Scorpii. W połowie XVII wieku Robert Hooke rozdzielił z kolei na dwa składniki γ Arietis w Baranie. Jednak żaden z tych obserwatorów nie był w stanie stwierdzić, czy gwiazdy te były ze sobą fizycznie związane – innymi słowy, czy okrążają one wspólny środek ciężkości układu mas.

W 1849 roku Sir John Herschel pisał w swojej książce Outlines of Astronomy: "Wiele gwiazd, badanych z pomocą teleskopu okazuje się podwójnymi. (...) Można by to przypisać przypadkowej bliskości, gdyby występowało to tylko w kilku przypadkach." Dalej pisze, że częstotliwość występowania tego zjawiska i ekstremalna bliskość leżących obok siebie gwiazd oznacza, że wiele z nich musi tworzyć układy fizycznie związane ze sobą.

Mizar (po prawej) sam jest gwiazdą podwójną, ze składnikami oddalonymi od siebie o 14". Alkor, widoczny po lewej stronie, nie jest fizycznie związany z Mizarem, choć obie gwiazdy mają podobny ruch własny. Źródło: Giuseppe Donatiello
Na zdjęciu: Mizar (po prawej) sam jest gwiazdą podwójną, ze składnikami oddalonymi od siebie o 14". Alkor, widoczny po lewej stronie, nie jest fizycznie związany z Mizarem, choć obie gwiazdy mają podobny ruch własny. Źródło: Giuseppe Donatiello.

Na ilustraci: Mizar w Wielkim Wozie. Źródło: Luigi Chiesa

Na ilustracji: Mizar w Wielkim Wozie. Źródło: Luigi Chiesa

Gwiazdozbiór Łabędzia jest pełen wspaniałych obiektów, w tym dwóch fascynujących gwiazd podwójnych. Jedną z nich jest 61 Cygni, łatwy cel nawet dla posiadacza niewielkiego teleskopu. Aby ją odnaleźć, należy przedłużyć na niebie linię od ogona Łabędzia (od jasnej gwiazdy Deneb) aż do końca jego prawego skrzydła (ζ Cygni). 61 Cygni leży mniej więcej w połowie drogi między tymi dwiema gwiazdami. Układ tworzą dwie podobne gwiazdy, pomarańczowe karły typu widmowego K. Aby dostrzec gwiazdę główną układu o jasności 5,2 nieuzbrojonym okiem, potrzebne jest czyste i ciemne niebo. Dobra lornetka z pewnością lepiej pokaże ten układ podwójny. Jego druga gwiazda świeci z jasnością około 6 magnitudo. W 1804 roku wytrwały astronom Giuseppe Piazzi wykazał, że 61 Cygni porusza się zauważalnie na tle innych gwiazd w Łabędziu. Ze względu na jej duży ruch własny ochrzcił ją mianem Latającej Gwiazdy. Trzy dekady później Friedrich Bessel doszedł do wniosku, że 61 Cygni musi znajdować się stosunkowo blisko Ziemi. Po latach obserwacji udało mu się dokonać pierwszego pomiaru jej paralaksy gwiazdowej, wykorzystując ruch gwiazdy podwójnej na odległym, nieruchomym tle nieba. Ustalił, że jest ona oddalona od nas o zaledwie 10,4 roku świetlnego. Współczesne obserwacje dowodzą, że znajduje się zaledwie 1 rok świetlny dalej.

Na zdjęciu: 61 Cygni znana jest jako Latająca Gwiazda z powodu jej szybkiego ruchu na tle gwiazd. Te zdjęcia, wykonane w odstępie ośmiu lat, pokazują przemieszczanie się pary w czasie. Źródło: IndividusObservanis/Wikimedia Commons
Na zdjęciu: 61 Cygni znana jest jako Latająca Gwiazda z powodu szybkiego ruchu na tle nieba. Te zdjęcia, wykonane w odstępie ośmiu lat, pokazują przemieszczanie się pary gwiazd w czasie. Źródło: IndividusObservanis/Wikimedia Commons

Przejdźmy teraz do konstelacji Panny. Wygląda ona jak gigantyczna litera Y. Gwiazda γ Virginis, znana lepiej jako Porrima, znajduje się na złączeniu linii tej litery. To też druga co do jasności gwiazda Panny. W wiosenną noc warto skierować na nią teleskop – okazuje się, że dwie gwiazdy tej pary są prawie tak samo jasne (magnitudo 3,65 i 3,56). Wyglądają jak dwa maleńkie reflektory w przestrzeni kosmicznej.

Szkic wykonany przy pomocy 6-calowego teleskopu Newtona o jasności f/8 pozwala na rozdzielenie dwóch gwiazd tworzących Porrimę w Pannie. Źródło: JEREMY PEREZ
Na zdjęciu: Zdjęcie wykonane przy pomocy 6-calowego teleskopu Newtona pozwala na rozdzielenie dwóch gwiazd tworzących Porrimę. Źródło: J. Perez

Ta gwiazda podwójna pomogła także potwierdzić uniwersalną naturę teorii grawitacji Newtona. Wcześni XIX-wieczni astronomowie, w tym Herschel, spędzili lata na doskonaleniu metod obserwacji tego fascynującego układu gwiazd. Okres orbitalny wynosi tu blisko 169 lat. Przy największej separacji kątowej gwiazdy te są od siebie oddalone o prawie 6". Przy największym zbliżeniu do siebie są z kolei trudne do rozdzielenia w teleskopie o dużej aperturze. Przestały być widoczne jako osobne w 1836 roku. Astronomowie, śledząc ruchy obu gwiazd, udowodnili ostatecznie, że krążą one wokół siebie zgodnie z prawem grawitacji. To z kolei pokazywało, że grawitacja działa nie tylko w naszym Układzie Słonecznym i nie tylko na pobliskie ciała takie jak Słońce, Księżyc, czy planety. Zasada ta obowiązywała odtąd bezsprzecznie również w głębokim kosmosie.

Gwiazdy Porrimy ponownie zbliżyły się do siebie w 2005 roku. Obecnie ich separacja zbliża się do 3", co czyni je dość łatwymi do rozdzielenia już małym teleskopem. Dodatkowym ułatwieniem dla obserwatorów jest to, że Porrima leży mniej niż 3° nad ekliptyką i od czasu do czasu jest zakrywana przez Księżyc.

Zimowe niebo także mieni się jasnymi układami dwóch gwiazd. Kastor w Bliźniętach ma wielkość 1,9 m i jest 25 gwiazdą nocnego nieba pod względem jasności. To dość fascynujący układ wielokrotny. Już przez niewielkich rozmiarów teleskop rozdziela się na dwie gwiazdy, z towarzyszem świecącym z jasnością 2,97 w odległości około 5" od gwiazdy głównej układu. Oba składniki to białe gwiazdy typu widmowego A.

William Herschel był pierwszym astronomem, który systematycznie badał gwiazdy podwójne. Po kilku latach obserwacji Kastora i jego towarzysza był przekonany, że para ta jest prawdziwym układem podwójnym, a nie przypadkowym ustawieniem się gwiazd na niebie. Potwierdził to później jego syn, John Herschel, który kontynuował prowadzone przez ojca badania Kastora oraz zebrał jego obserwacje wykonane przez innych astronomów w ciągu ostatnich 100 lat. Pozwoliło to na wyznaczenie szczegółowych parametrów orbit obu gwiazd, dzięki czemu stała się ona pierwszą potwierdzoną gwiazdą podwójną. Obecnie wiemy, że Kastor jest jeszcze bardziej skomplikowany niż Herschelowie mogli sobie wyobrażać, bo składa się w sumie z aż sześciu gwiazd okrążających się wzajemnie na skomplikowanych orbitach.

Na zdjęciu: Kastor jest gwiazdą alfa Gemini i przyciągnął uwagę Williama i Johna Herschelów. Ten szkic pokazuje dwie najjaśniejsze gwiazdy systemu przez 8-calowego Newtona f/6 przy 240x. Źródło: JEREMY PEREZ
Na zdjęciu: Kastor przyciągnął uwagę Williama i Johna Herschelów. Obraz pokazuje dwie najjaśniejsze gwiazdy układu przez 8-calowy teleskop Newtona (f/6) przy 240x. Źródło: J. Perez.

Lśniąco bursztynowy obiekt możliwy do podziwiania w głowie wspomnianego już Łabędzia to inna słynna para gwiazd: Albireo (β Cyg). Obserwowana z pomocą teleskopu rozdziela się łatwo na złotą gwiazdę główną (Albireo A, typ widmowy K) i jej szafirowoniebieską towarzyszkę typu widmowego B (Albireo B). Niektórzy obserwatorzy widzą odrobinę zieleni w słabszej z tych gwiazd. Może to być jednak tylko efekt kontrastu pomiędzy gwiazdami. Albireo A jest przy tym olbrzymem o masie ponad 14 razy większej od masy Słońca, emitującym światło w żółto-pomarańczowej części widma. Jej towarzyszka jest młodsza i ma masę tylko cztery razy większą od masy Słońca; świeci intensywnym, niebiesko-białym światłem. I w tym przypadku astronomowie dość długo zastanawiali się, czy obie gwiazdy są ze sobą fizycznie powiązane. W ostatnich latach sonda Gaia Europejskiej Agencji Kosmicznej dostarczyła nowe dane sugerujące, że jest to jedynie optycznie (pozornie) układ podwójny. Tak czy inaczej, efekt jest spektakularny, a Albireo to świetny obiekt do podziwiania i pokazywania innym cudów nocnego nieba.

Na zdjęciu: Jedną z najbardziej olśniewających gwiazd podwójnych na niebie jest Albireo, której składniki są olśniewająco szafirowe i żółte. Źródło: Alan Dyer
Na zdjęciu: Jedną z najpiękniejszych gwiazd podwójnych na niebie jest Albireo. Źródło: Alan Dyer

Kolejna ciekawa gwiazda podwójna o kontrastowych kolorach to Izar (ε Boötis), znana również jako Pulcherrima, co po łacinie oznacza "najpiękniejsza". Nazwa ta została jej nadana przez słynnego astronoma Friedricha von Struve, który rozdzielił gwiazdę na dwa kolorowe składniki przy użyciu Wielkiego Refraktora w Dorpacie w Estonii. Stwierdził wówczas, że główna gwiazda jest złota, a druga ma barwę niebieską. Izar może być dość trudny do rozdzielenia przy pomocy małego teleskopu, ale widok jest wart każdego wysiłku.

Na zdjęciu: Izar w Wolarzu pokazuje swoje kolorowe elementy na tym szkicu z 2012 roku wykonanym przez 6-calowy teleskop 6/8 Newtona. Źródło: Jeremy Perez
Na zdjęciu: Izar w Wolarzu. Źródło: Jeremy Perez

Jedną z najwspanialszych i najjaśniejszych podwójnych gwiazd jest także... Antares, czyli serce Skorpiona. Jej nazwa oznacza dosłownie "rywal Marsa". Każdy, kto obserwował letnie niebo, wie, że Antares ma wyraźnie czerwony odcień, przez co faktycznie nietrudno go pomylić z Czerwoną Planetą. Znajduje się w odległości 550 lat świetlnych od Ziemi i jest czerwonym nadolbrzymem typu widmowego M.

To nie wszystko. W 1844 roku szkocki astronom James W. Grant zaobserwował drugą, słabszą gwiazdę w pobliżu Antaresa. Drugi składnik układu podwójnego został ponownie dostrzeżony w 1846 roku przez amerykańskiego astronoma Ormsby'ego Mitchela. Obie gwiazdy są oddzielone od siebie o 2,5", a ich kolory zostały opisane jako ognista czerwień i zieleń (lub błękit). Niestety, Antares jest tak jasny, że słabsza gwiazda może być łatwo przyćmiewana przez jego blask, co sprawia, że ten zachwycający układ podwójny jest dużym wyzwaniem dla obserwatorów. Wymaga odpowiedniego teleskopu i świetnych warunków atmosferycznych.

Na zdjęciu: To silnie powiększone ujęcie ukazuje znacznie mniejszego i bliskiego towarzysza Antaresa, gwiazdę Antares B. Źródło: Giuseppe Donatiello

Na zdjęciu: To silnie powiększone ujęcie ukazuje znacznie mniejszego, bliskiego towarzysza Antaresa, gwiazdę Antares B. Źródło: Giuseppe Donatiello

Również w Skorpionie, u nasady jego najwyżej położonego szponu, znajduje się Acrab (β Sco) – kolejna kolorowa gwiazda podwójna. Przy separacji składników nieco ponad 13" układ ten rozdziela się na dwie gwiazdy już przy stosunkowo niewielkim powiększeniu. Mają wielkości obserwowane odpowiednio 2,56 i 4,90m. Gwiazda główna wydaje się biała, podczas gdy druga bywa określana jako liliowa lub zielonkawa. Rozbieżność może wynikać z kontrastu między gwiazdami. Beta Scorpii to w rzeczywistości złożony układ wielokrotny. Widoczne przez teleskop składniki główne są same układami potrójnymi, zatem cały układ tworzy aż sześć gwiazd! Podobnie jak Porrima, Acrab leży w pobliżu ekliptyki i od czasu do czasu jest zakrywany przez Księżyc i planety naszego układu.

Czytaj więcej:


Źródło: Astronomy.com

Opracowanie: Elżbieta Kuligowska

Na zdjęciu: W Wielkim Wozie (asteryzm, część konstelacji Ursa Major) tuż przy załamaniu rączki dyszla znajduje się słynna gwiazda podwójna Mizar. 12' od niej leży słabszy Alkor (gwiazdy widoczne są na górze i po lewej). Źródło: Alan Dyer

Reklama