"רואים בכוכבים"

מה הקשר הפיזי בין הכוכבים שאנו רואים בשמים? האם מדובר בקבוצות כוכבים אמִתיות או רק בזווית הראייה שלנו מכדור הארץ, המַציגה את הכוכבים כסמוכים זה לזה? על כוכבים כפולים ומערכות כוכבים זוּגיוֹת.

רוב גרַּמי השמים שאנו מסוגלים לראות בעין בלתי מצוידת כשאנו מתבוננים בשמי הלילה הם כוכבים אמִתיים, כוכבי שׁבתֶ (שמשות). אפשר לעתִים לראות כוכבי לכת אחדים, ובעזרת ציוד מתאים, כמו טֵלסֶקוֹפּ, אפשר לראות גם ערַפיליות, גלָּקַסיוֹת רחוקות ועוד, אולם גם כאשר מתבוננים בכוכבים, קשה לומר, ללא ביצוע מעקב שיטתי, אם קיים קשר ביניהם.

המונח "קבוצות כוכבים" מוּכּר – מדובר בכוכבים שנראים כאילו הם חלק מקבוצה. קבוצות כוכבים אלו זכו לכינוּיים ולשמות שונים, ובהם אוֹריוֹן, הדובה הקטנה והדובה הגדולה והמזלות השונים, אולם הדבר המשותף היחיד בין כוכבים בקבוצות אלו הוא האופן שהם נראים מכדור הארץ. אין ביניהם בהכרח קשר פיזיקָלי של ממש. אם נטייל בדמיוננו בחלל הרחוק, נגלה שקבוצות הכוכבים נעלמות כלא היו מכיוון שאין בין הכוכבים המרכיבים אותן קשר פיזיקלי של ממש. לכן העובדה שמרבית כוכבי השבת ביקְום אינם יחידים אלא הם חלק ממערכת כוכבים זוגית או מרובּה (שיש בה שלושה כוכבים או יותר) עשויה להיות מפתיעה.

כוכב כפול אופטי או פיזי

לעתים קרובות קוראים למערכת כוכבים זוגית "כוכב כפול". לפני שנסביר מהי מערכת זוגית, נתייחס למקרה שרואים בו כוכבים כאילו הם מערכת, אף שבפועל אין זה כך. כוכבים כאלו נקראים לרוב "כוכב כפול אופטי". אף שאין קשר פיזיקלי אמתי בין הכוכבים, ולכן אין מדובר במערכת זוגית, ואף שבפועל הם עשויים להיות רחוקים מאוד זה מזה, לצופה מכדור הארץ נראֶה כאילו שני כוכבים קרובים זה לזה. אותם כוכבים יירָאו לצופה ממקום אחר בחלל ככוכבים רגילים, שעשויים להיות אפילו רחוקים מאוד זה מזה. דוגמה ל"כוכב כפול אופטי" היא הכוכב אוֹלקוֹר שבדובה הגדולה, הנראֶה מכדור הארץ כאילו הוא סמוך לכוכב מיזרָ.

להבדיל מהכוכבים שרק נראים לנו כאילו הם קרובים זה לזה, כוכב כפול פיזי – או מערכת כוכבים זוגית – הוא מערכת של שתי שמשות המַקיפות יחד את מרכז הכּובד המשותף שלהן, ומפעילות השפעות כבידתיות ופיזיות זוֹ על זוֹ. חֵקר מערכות כוכבים זוגיות ומרובּות הוא אַחד הענפים החשובים באַסטרוֹפיזיקה מכיוון שמניתוח הפיזיקה של מערכות הכוכבים הזוגיות אפשר לאסוף מידע רב.  הסיבה לכך היא שמדידה של מחזור סיבוב של זוג כוכבים וחקר הסְפקֶּטרוּם (בעברית מִקְשֶתֶת) של כוכבים לרוב אינם תלויים במרחק אל המקור. ניתוח הפיזיקה של מערכות כוכבים זוגיות חיוני למשל לקביעת המָסות והקְטָרים של כוכבים. בכוכבים אלה מודדים גם גורמים אחרים,כגון מְמַדי המערכת הזוגית, מהירות הכוכבים במערכת והמרחק בין בני הזוג.

מסתדרים בזוגות

נהוג לחלק מערכות כוכבים לסוגים שונים, בהתאם לאפיון הפיזיקלי שלהן: זוגות אַסטרוֹ־מֶטריים: במערכות כאלו, רק כוכב אחד נראֶה בתַצפּית ישְירה, אולם תנועתו מושפעת מנוֹכחוּת כוכב נוסף, בלתי נראה. על ידי ניתוח התנועה של הכוכב הנראֶה אפשר לחקור מאפיינים של המערכת, כגון זמן המַחזוֹר, המרחק בין רְכיבֵי המערכת והמָסָה הכּללית שלה.

זוגות ספקטרו־סקופיים: זוג כוכבים ששייך לקבוצה זוֹ נראֶה ככוכב יחיד. במערכות כאלו בני הזוג קרובים זה לזה או שהמערכת כולה רחוקה מאוד מאִתנו, ולפיכך אי אפשר להבחין בבני הזוג כשני כוכבים נפרדים, אולם על נוכחותם לומדים מניתוח ספקטרום הגלים המַגיע מהם ומניתוח תנועתו העדינה של "הכוכב היחיד" במֶרחב. כאשר כוכב מתרחק מאתנו, גלי האור המַגיעים ממנוּ סוֹטים בספקטרום לכיוון האדום עקב התופעה המכוּנה "אֵפקֵט דוֹפּלרֶ" וכאשר הוא מתקרב הם סוטים (מאותה סיבה) לכיוון הכחול. כך גם עם כוכבים ספקטרו־סקופיים.

כאשר כוכב אחד מַקיף כוכב אחר, משמע שלנו יירָאה שבשלב מסוים הוא מתקרב אלינו, ובשלב מסוים הוא מתרחק מאתנו (שהרי תנועת ההקפה היא תנועה מעגלית). מכיוון ששני הכוכבים מַקיפים זה את רעהו, אפשר לזהות את התופעה בקביעוּת בכפולים מסוג זה. בדרך כלל משך ה"יממה" (זמן ההקפה של כוכב א' את כוכב ב', ההסטה לאדום וחזרה לכחול) קבוע, ולאחר כמה מדידות בעזרת ספקטרוסקופ (מכשיר שנועד למדוד את קווי הספקטרום) אפשר לדעת מה אורך ההקפה של הכוכבים זה סביב זה ומה מידת קִרבתם זה לזה.

זוגות ספקטרליים: זוֹהי תת־קבוצה של הזוגות הספקטרו־סקופיים. בתצפיוֹת נראֶה זוג כזה כאילו הוא כוכב יחיד, אולם להבדיל מהקבוצה הכללית של זוגות ספקטרו־סקופיים, אי אפשר להבחין באפקט דופלר. בבחינת הספקטרום של המערכת מקבלים קווי בליעה שונים זה מזה, המאפיינים שני כוכבים בעלי תכונות ספקטרליות שונות. דוגמה לכך היא מערכת זוגית שיש בה כוכב קר וכוכב חם. לכוכבים קרים ספקטרום שונה מזה של כוכבים חמים. אם רואים כי הספקטרום כולל את הקווים האופייניים לכוכב קר וגם לזה של הכוכב החם, אזי אפשר להסיק כי מדובר במערכת שיש בה שני כוכבים.

זוגות לוקים (או מאפילים): במקרים מיוחדים מאוד, כאשר קו הראייה שלנו אל המערכת כמעט מתלכֵּד (או מתלכד לגמרי)  עם מישור המסילות, אפשר לראות שכוכב אחד מסתיר (גורם ליקוּי) לסירוּגין את הכוכב האחר, ועקב כך בהירותו הכוללת של הכפול משתנה. לכן כוכב כפול זה נחשב כוכב משתנהֶ. הליקוי ואפקט דופלר הנוצר על ידי מהירות המסלול של הכוכבים מוּבחנים היטב במערכות כאלו. במקרה כזה רואים ירידה מחזוֹרית בעצמת האור הנמדֶדת מן המערכת. ליקויים חלקיים מוּבחנים במערכות שמישור המסילות שלהן אינו נמצא לגמרי על קו הראייה שלנו.

זוגות נראים: אלו הם זוגות אמתיים שהמרחק בין שני הכוכבים במערכת הזוגית בהם גדול מספיק כדי שיהיה אפשר לזהות שמדובר בזוג כוכבים (ולא בכוכב יחיד). במערכות אלו אפשר לצפות בנפרד בכל רכיב במערכת הזוגית.

כולם יכולים לתצפת

ואם חשבתם שרק אַסטרוֹנומים מוּמחים יודעים לאתֵר מערכות כוכבים זוּגיוֹת, תופתעו לדעת שאסטרונומים חובבים שהִשקיעו זמן והִתמידו בתצפיותיהם, גילו לא מעט מהמערכות המוכּרות כיום. גם אתם מוזמנים להשתתף במאמץ ולבדוק במרכזי התצפיות השונים בארץ כיצד תוכלו לסייע ולנסות לאתר בעצמכם מערכות כוכבים זוגיות!

אהבת?
שתף עם חבריך