النجم المزدوج

في علم الفلك الرصدي ، النجم المزدوج أو النجم المزدوج المرئي هو زوج من النجوم التي تظهر قريبة من بعضها البعض عند رؤيتها من الأرض ، وخاصة بمساعدة التلسكوبات البصرية .

يحدث هذا لأن الزوج إما يشكل نجمًا ثنائيًا (أي نظامًا ثنائيًا من النجوم في مدارات متبادلة ، مرتبطة جاذبيًا ببعضها البعض) أو يكون نجمًا مزدوجًا بصريًا ، وهو عبارة عن محاذاة عشوائية لخط الرؤية بين نجمين على مسافات مختلفة من الراصد. ^{[ 1 ] [ 2 ]} تُعد النجوم الثنائية مهمة لعلماء الفلك النجمي لأن معرفة حركتها تسمح بحساب كتلة النجم ومعاييره الأخرى بشكل مباشر. الحالة الوحيدة (المحتملة) لـ"نجم ثنائي" يمكن رؤية مكونيه بشكل منفصل بالعين المجردة هي حالة ميزر وألكور (على الرغم من أنهما في الواقع نظام نجمي متعدد)، ولكن ليس من المعروف على وجه اليقين ما إذا كان ميزر وألكور مرتبطين جاذبيًا. ^{[ 3 ]}

منذ بداية ثمانينيات القرن الثامن عشر، قام كل من مراقبي النجوم الثنائية المحترفين والهواة بقياس المسافات والزوايا بين النجوم الثنائية باستخدام التلسكوبات لتحديد حركتها النسبية. ^{[ 4 ]} إذا كانت الحركة النسبية للزوج تُحدد قوسًا منحنيًا لمداره ، أو إذا كانت الحركة النسبية صغيرة مقارنةً بالحركة الذاتية المشتركة لكلا النجمين، يُمكن الاستنتاج أن الزوج يدور في مدار مشترك كنجم ثنائي. وإلا، فإن الزوج مرئي. ^{[ 2 ]} تُدرس النجوم المتعددة أيضًا بهذه الطريقة، على الرغم من أن ديناميكيات الأنظمة النجمية المتعددة أكثر تعقيدًا من ديناميكيات النجوم الثنائية.

فيما يلي ثلاثة أنواع من النجوم المزدوجة:

• النجوم المزدوجة البصرية هي نجوم غير مرتبطة ببعضها البعض تظهر قريبة من بعضها البعض من خلال اصطفافها بالصدفة مع الأرض.
• النجوم الثنائية المرئية هي نجوم مرتبطة جاذبياً ويمكن رؤيتها بشكل منفصل باستخدام التلسكوب.
• النجوم الثنائية غير المرئية هي نجوم تم استنتاج حالتها الثنائية من خلال وسائل أكثر غموضًا، مثل الاحتجاب ( النجوم الثنائية الكسوفية )، أو التحليل الطيفي ( النجوم الثنائية الطيفية )، أو الشذوذ في الحركة الذاتية ( النجوم الثنائية الفلكية ).

يمكن للتحسينات في التلسكوبات أن تحول الثنائيات غير المرئية سابقًا إلى ثنائيات مرئية، كما حدث مع بولاريس أ في عام 2006. ^{[ 5 ]} إن عدم القدرة على مراقبة نجمين منفصلين بالتلسكوب هو ما يميز الثنائيات غير المرئية والثنائيات المرئية.

رُصد نجم ميزر ، في كوكبة الدب الأكبر ، كنجم مزدوج من قِبل بينيديتو كاستيلي وجاليليو . ^{[ 6 ]} وسرعان ما تلا ذلك اكتشاف نجوم مزدوجة أخرى: فقد اكتشف روبرت هوك أحد أوائل الأنظمة النجمية المزدوجة، وهو غاما الحمل ، عام 1664، ^{[ 7 ]} بينما اكتشف فونتيناي عام 1685 أن النجم الجنوبي الساطع أكروكس ، في كوكبة الصليب الجنوبي ، نجم مزدوج. ^{[ 1 ]} ومنذ ذلك الحين، أُجري البحث بدقة، وفُحصت السماء بأكملها بحثًا عن النجوم المزدوجة حتى قدر ظاهري حدي يبلغ حوالي 9.0. ^{[ 8 ]} ومن المعروف أن واحدًا على الأقل من كل 18 نجمًا أكثر سطوعًا من القدر الظاهري 9.0 في النصف الشمالي من السماء هو نجم مزدوج يمكن رؤيته باستخدام تلسكوب بقطر 36 بوصة (910 مم) . ^{[ 9 ]} 

تم تجميع فئتي النجوم الثنائية البصرية والنجوم الثنائية الحقيقية، وهما فئتان غير مرتبطتين، معًا لأسباب تاريخية وعملية. عندما اكتُشف أن نجم ميزر ثنائي، كان من الصعب تحديد ما إذا كان النجم المزدوج نظامًا ثنائيًا أم مجرد نجم ثنائي بصري. تُعد التلسكوبات المُحسّنة، والتحليل الطيفي، ^{[ 10 ]} والتصوير الفوتوغرافي الأدوات الأساسية المُستخدمة للتمييز بينهما. بعد تحديد أنه نجم ثنائي بصري، تبيّن أن مكونات ميزر هي نفسها نجوم ثنائية طيفية. ^{[ 11 ]}

تُتيح مراقبة النجوم الثنائية المرئية بالقياس البصري تحديد المسافة ، أو الزاوية، بين النجمين المكونين لها في السماء، بالإضافة إلى زاوية الموضع . تُحدد زاوية الموضع اتجاه انفصال النجمين، وتُعرف بأنها الاتجاه من النجم الأكثر سطوعًا إلى النجم الأقل سطوعًا، حيث يُمثل الشمال 0°. ^{[ 13 ]} تُسمى هذه القياسات بالقياسات . في قياسات النظام الثنائي المرئي، تتغير زاوية الموضع تدريجيًا، وتتأرجح المسافة بين النجمين بين قيم قصوى ودنيا. يُنتج رسم هذه القياسات في المستوى شكلًا بيضاويًا. هذا هو المدار الظاهري ، وهو إسقاط مدار النجمين على الكرة السماوية؛ ويمكن حساب المدار الحقيقي منه. ^{[ 14 ]} على الرغم من أنه من المتوقع أن تكون غالبية النجوم الثنائية المرئية المُفهرسة أنظمة ثنائية مرئية، ^{[ 15 ]} إلا أنه لم يتم حساب مدارات سوى بضعة آلاف من أصل أكثر من 100,000 نجم ثنائي مرئي معروف. ^{[ 16 ] [ 17 ]}

يمكن تأكيد كون النجم المزدوج المرئي نجمًا ثنائيًا من خلال رصد الحركة النسبية لمكوناته. إذا كانت الحركة جزءًا من مدار ، أو إذا كانت للنجمين سرعات شعاعية متقاربة ، أو إذا كان الفرق في حركتهما الذاتية ضئيلاً مقارنةً بحركتهما الذاتية المشتركة، فمن المرجح أن يكون الزوج حقيقيًا. عند رصدهما لفترة قصيرة، ستظهر مكونات كل من النجوم المزدوجة المرئية والنجوم الثنائية المرئية طويلة المدى وكأنها تتحرك في خطوط مستقيمة؛ ولهذا السبب، قد يصعب التمييز بين هذين الاحتمالين. ^{[ 18 ]}

بعض النجوم الثنائية المرئية الساطعة لها تسمية باير . في هذه الحالة، قد يُشار إلى مكوناتها بأرقام مرتفعة. مثال على ذلك نجم ألفا كروكس (α Crucis)، الذي يتكون من النجمين ألفا ¹ كروكس وألفا ² كروكس. وبما أن ألفا ¹ كروكس نجم ثنائي طيفي ، فهو في الواقع نجم متعدد. تُستخدم الأرقام المرتفعة أيضًا لتمييز أزواج النجوم البعيدة وغير المرتبطة فيزيائيًا والتي تحمل نفس تسمية باير، مثل ألفا ^1،2 الجدي ( α 1,2 Capricorni) وألفا 1،2 قنطورس (ξ ^1,2 Centauri ) وألفا ^1،2 القوس (ξ 1,2 Sagittarii) . يمكن تمييز هذه الأزواج المرئية بالعين المجردة.

إلى جانب هذه الأزواج، يُرمز عادةً إلى مكونات النجم الثنائي بالحرفين A (للنجم الأكثر سطوعًا، النجم الأساسي ) وB (للنجم الأقل سطوعًا، النجم الثانوي )، ويُضافان إلى اسم النجم الثنائي، أيًا كان نوعه. على سبيل المثال، مكونات نجم ألفا الكلب الأكبر (سيريوس) هي ألفا الكلب الأكبر A وألفا الكلب الأكبر B (سيريوس A وسيريوس B)؛ ومكونات نجم 44 العواء هي 44 العواء A و44 العواء B؛ ومكونات نجم ADS 16402 هي ADS 16402A وADS 16402B؛ وهكذا. يمكن استخدام الحرفين AB معًا للدلالة على الزوج. في حالة النجوم المتعددة، يمكن استخدام الأحرف C وD، وهكذا، للدلالة على مكونات إضافية، غالبًا بترتيب تصاعدي للمسافة بينها وبين النجم الأكثر سطوعًا، A. ^{[ 19 ]}

تُعرف النجوم المزدوجة المرئية أيضًا باختصار اسم مكتشفها متبوعًا برقم فهرس خاص بذلك الراصد. على سبيل المثال، اكتشف الأب ريشو الزوج النجمي ألفا قنطورس AB عام 1689، ولذلك يُرمز له بالرمز RHD 1. [ ^{1 ] [ 21 ] ومن} الأمثلة الأخرى Δ65، وهو النجم المزدوج رقم 65 الذي اكتشفه جيمس دنلوب ، وΣ2451 الذي اكتشفه إف جي دبليو ستروف .

يحتوي فهرس واشنطن للنجوم المزدوجة ، وهو قاعدة بيانات ضخمة للنجوم المزدوجة والمتعددة، على أكثر من 100,000 مدخل، ^{[ 16 ]} يقدم كل منها قياسات لفصل مكونين. يشكل كل نجم مزدوج مدخلاً واحداً في الفهرس؛ أما النجوم المتعددة ذات n مكوناً، فتُمثَّل بمداخل في الفهرس لـ n − 1 زوجاً، حيث يُعطي كل مدخل المسافة بين أحد مكونات النجم المتعدد والآخر. تُستخدم رموز مثل AC للدلالة على المكونات التي يتم قياسها - في هذه الحالة، المكون C بالنسبة للمكون A. يمكن تغيير هذا إلى شكل مثل AB-D للإشارة إلى فصل مكون عن زوج قريب من المكونات (في هذه الحالة، المكون D بالنسبة للزوج AB). كما يمكن استخدام رموز مثل Aa للدلالة على مكون يتم قياسه بالنسبة لمكون آخر، A في هذه الحالة. ^{[ 22 ]} كما تُدرج تسميات المكتشفين. مع ذلك، تم ترميز اختصارات المكتشفين التقليدية مثل Δ و Σ إلى سلسلة من الأحرف اللاتينية الكبيرة، بحيث أصبح Δ65، على سبيل المثال، DUN 65، وأصبح Σ2451 هو STF 2451. وتُعرض أمثلة أخرى على ذلك في الجدول المجاور. ^{[ 20 ] [ 23 ]}