Doppelsterne und Mehrfachsysteme

Doppelsterne und Mehrfachsternsysteme sind ein faszinierendes Phänomen am Nachthimmel. Durch ein Fernglas erscheinen einige vermeintliche Einzelsterne als mehrere dicht beieinander liegende Sterne. Diese können entweder aus zwei oder mehreren Sternen bestehen und werden entsprechend Doppelsternsysteme oder Mehrfachsysteme genannt. Es wird jedoch häufig mindestens ein Fernglas benötigt, um diese Systeme zu beobachten, da viele für das bloße Auge nicht sichtbar sind. Aber nicht bei allen Doppelsternen handelt es sich um tatsächliche Doppelsterne.

Was ist ein Doppelstern?

Doppelsterne bestehen aus zwei Sternen, die am Himmel so nahe beieinanderstehen, dass sie von der Erde aus gesehen nur einen geringen Winkelabstand zueinander aufweisen. Oft erscheint es auch, als würde es sich nur um einen Stern handeln.

Sie bilden eine physische Einheit und sind gravitativ aneinandergekoppelt, umkreisen also einen gemeinsamen Schwerpunkt. Die Umlaufzeiten betragen dabei einen Zeitraum von einigen Tagen bis hin zu Jahrtausenden. Die Geschwindigkeiten und die Entfernung zueinander ändern sich mit dem Rhythmus der Umlaufzeit.

Die meisten Sterne im Universum gehören zu einem Doppel- oder Mehrfachsystem. Denn bei der Entstehung neuer Sterne in Gaswolken begünstigt deren Eigendrehung eher die Bildung von zwei oder mehr Sternen. Einzelne Sterne wie unsere Sonne sind deutlich seltener.

Optische und physische Doppelsterne

Am Nachthimmel können wir manchmal vermeintliche Doppelsterne beobachten, die aus unserem Blickwinkel aufgrund ihrer Nähe zueinander wie Doppelsterne wirken, in Wirklichkeit aber sehr weit voneinander entfernt sind. Diese Doppel- oder Mehrfachsysteme werden auch als visuelle oder scheinbare Systeme bezeichnet. Ein bekanntes Beispiel dafür ist Albireo im Sternbild Schwan, der aus einem hellen orangefarbenen Stern und einem schwächeren blauen Stern besteht.

Es gibt aber auch echte Doppelsterne, die gemeinsam entstanden sind und somit ein ähnliches Alter haben. Diese Sterne sind gravitativ voneinander abhängig und beeinflussen sich gegenseitig. Durch die Untersuchung von Doppelsternen können Astronomen wertvolle Informationen über Sternentwicklung und galaktische Dynamik gewinnen. Ein Beispiel ist der Stern Mizar, der ein Vierfachsystem bildet, sowie Alkor, der Teil eines Dreifachsystems ist. Beide befinden sich im Sternbild des Großen Bären.

Spektroskopische und photometrische Doppelsterne

Wie bereits erwähnt, ist der Stern Mizar ein echtes Mehrfachsystem, das aus vier Einzelsternen besteht. Zwei dieser Sterne, die visuellen Doppelsterne, können mit einem einfachen Fernglas getrennt betrachtet werden, da sie 14,4 Bogensekunden voneinander entfernt sind. Die anderen beiden Sterne im System sind sogenannte spektroskopischen Doppelsterne. Sie können nur durch ihre individuellen Lichtspektren, die durch Rotation verändert werden, erkannt werden.

Photometrische Doppelsterne werden durch Messung der Helligkeit eines Sterns erkannt. Wenn sich zwei Sterne gegenseitig bedecken, kommt es zu regelmäßigen Veränderungen in der Helligkeitskurve. Algol im Sternbild Perseus ist ein Beispiel für einen solchen Bedeckungsveränderlichen Stern.

Der hellste Stern am Nachthimmel

Vielen ist er vermutlich ein Begriff – der Stern Sirius im Sternbild Großer Hund. Er ist der hellste Stern am Nachthimmel und ein echter Doppelstern, dessen Begleiter lange Zeit nicht entdeckt wurde.

Es wurde erst im Jahr 1862 festgestellt, dass Sirius ein Doppelstern ist. Der Stern besteht aus der sehr hellen Hauptkomponente A und einem Weißen Zwerg, der um A kreist. Der Weiße Zwerg leuchtet deutlich schwächer mit einer scheinbaren Helligkeit von nur 8,5 mag. Obwohl er nur einen maximalen Winkelabstand von 11,5 Bogensekunden hat, ist er aufgrund seines schwachen Lichts schwer zu finden.

Dies zeigt auch, dass die Doppel- oder Mehrfachsysteme aus Sternen bestehen können, die einen hohen Helligkeitsunterschied aufweisen.