5 双星的观测.doc

五双星的观测
双星分“光学双星”和“物理双星”两大类。
两颗星从地球上观测,方向差得不多,在天球上的投影看上去相距很近,其实它们之间相距很远,彼此没有物理联系,这种双星称为光学双星。比如摩羯座﹙中文名牛宿二﹚就是一颗光学双星,,肉眼就可以看到,″,但是它们在宇宙中的实际距离却很远,相互间并无物理联系(摩羯座和各自分别是由四颗星组成的四合星)。光学双星的研究价值不大。
由于彼此的引力作用,绕着它们共同的质量中心运行的双星叫做物理双星。利用望远镜观测时,人眼直接能看出是两颗星的物理双星称为“目视双星”。有些目视双星,其中较暗的子星甚至无法看见,而精确测量较亮子星却可以发现它,相当于背景恒星移动的路径呈现波浪式的曲线,于是可以判断有一颗看不见的伴星存在,人们常常把它们叫做天体测量双星,天狼星就是这方面的一个典型例子:在望远镜分辨出它的伴星之前,就已经断定它是一颗双星了。人眼通过望远镜不能分开,用分光的方法才能分开的物理双星称为“分光双星”。分光双星的两个子星相互绕转时,它们光谱的谱线由于多普勒效应便发生有规律的位移,拍下它们在绕转不同时段的光谱,可以发现它们的光谱线周期性地时而成双线,时而成单线,这样的分光双星称为“双谱分光双星”,又称“双线分光双星”。分光双星两个子星的光谱不都是能同时拍摄到的,对于主星光度超过伴星光度三倍的双星,就只能拍摄到主星的光谱,如果增加曝光时间希望拍下伴星的光谱,那么主星光谱就会曝光过度而和伴星光谱相混合,整个光谱将模糊不清。这时研究主星的光谱,可以发现它的光谱线﹙单线﹚也作周期性的移动,这样的分光双星称为“单谱分光双星,又称“单线分光双星”。有些双星虽然观测不到它们谱线的多普勒位移,但是两子星的光谱分属差异很大的两个光谱型,明显属于两个不同的恒星,这样的双星称为“光谱双星”。当双星相互绕转的轨道面与我们视线的交角接近0°时,两子星就会发生交食现象,双星亮度呈现周期性的变化,这样的物理双星称为“食双星”,又称为“食变星”。
银河系中大约一半以上的恒星是双星系统的成员。双星是天文学家重要的观测对象,当然也是天文爱好者重要的观测对象。一般爱好者并不拥有大型专业设备,对双星的观测研究会受到不少限制,而适合于天文爱好者开展的双星观测工作主要是对目视双星的观测。
目视双星观测项目之一是测定两子星间的相对位置,以进一步确定双星的轨道﹙见右图﹚。两子星间的相对位置以子星间的角距离和位置角来表征。角距离是天球上两子星间大圆弧的度数,以弧秒﹙角秒﹚为单位;位置角是两子星的连线与南北方向的夹角,以主星即较亮子星为角的顶点﹙从这个意义上说,所谓“位置角”是指伴星相对于主星室女座双星轨道图,
的位置﹚,自北沿逆时针方向计量,0°~360°。选择口径尽可能大(如15厘米以上),焦比1/15~1/20的望远镜,再配备一只动丝测微目镜来测定和。
右图是动丝测微目镜的示意图,在目镜的视场里可以看到固定的十字丝﹙也称静丝﹚和,为动丝,E为测微器螺旋﹙螺距为1毫米﹚。旋动E,可使相对于移动,位移量可从测微目镜上的标尺读出。
利用测微目镜测量时,需要事先确定螺旋值和零点。螺旋值定义为E转动一圈,即动丝前进或后退1毫米对应于天球上多大的角距:
﹙角