Physische Doppelsterne

Physische Doppelsterne sind zwei oder auch mehrere Sterne, die gravitativ aneinander gebunden sind und damit zusammengehören. Dabei umkreisen zwei oder auch mehrere Sterne einen gemeinsamen Schwerpunkt, auch Baryzentrum genannt.

Vereinfachend wird oft eine Darstellung gezeigt, in der der leichtere Stern den schwereren umkreist, was auch zulässig ist.

Viel interessanter ist aber, wie die wirklichen Bahnen aussehen. Besonders zu den weiter unten gezeigten Drei- und Vierfachsternsystemen findet man kaum Darstellungen.

In Wirklichkeit umkreisen sich Doppelsterne auf elliptischen Bahnen, so wie es die folgenden Grafiken zeigen.

Dabei ergeben sich folgende Gesetzmäßigkeiten:

1. Beide Bahnellipsen liegen in der gleichen Ebene
2. Beide Bahnellipsen haben die gleiche Exzentrizität
3. Der massereichere Stern bewegt sich immer auf der kleineren Ellipse mit einer geringeren Geschwindigkeit
4. Das Baryzentrum fällt immer mit den Brennpunkten der beiden Bahnellipsen zusammen
5. Beide Sterne bewegen sich so, dass eine Verbindungslinie zwischen ihnen stets durch das Baryzentrum verläuft
6. Die beiden Sterne bewegen im Punkt ihrer größten Annäherung (Periastron) am schnellsten
7. Im Punkt ihres größten Abstandes (Apastron) bewegen sich die beiden Sterne am langsamsten

Die folgende Animation zeigt die Bewegung zwei sich umkreisender Sterne:

Eine andere Möglichkeit, die aber recht selten vorkommt, ist eine Umkreisung beider Sterne auf kreisförmigen Bahnen, so wie es bei dem Doppelsternsystem Groombridge 34 A / B der Fall ist:

Das nächste Beispiel zeigt ein Dreifachsternsystem wie z. B. Gliese 866. Im Prinzip ist es das gleiche wie oben, nur das sich in diesem Fall auf der einen Ellipse zwei Sterne eng umkreisen.

Das nächste Beispiel zeigt ein Vierfachsternsystem wie z. B. Epsilon Lyrae oder Mizar. Bei einem solchen umkreisen sich jeweils zwei enge Doppelsterne auf elliptischen Bahnen.

Das letzte Beispiel zeigt ein seltenes Fünffachsternsystem. Es gibt mehrere Möglichkeiten, wie ein solches System aufgebaut sein kann. Bei diesem Beispiel umkreisen sich jeweils zwei enge Doppelsterne auf elliptischen Bahnen, wobei ein Sternpaar von einem weiteren Stern umkreist wird.