Tvístirni

Tvístirni (eða reyndartvístirni) er stjörnukerfi sem inniheldur tvær stjörnur sem snúast hvor um aðra. Brautir þeirra eru sporbaugar með massamiðju stjarnanna í öðrum brennipunkti. Stærð og massi stjarnanna tveggja geta verið mjög ólík og er braut massameiri stjörnunnar ávallt styttri og fer hún hægar á braut sinni kringum massamiðjuna. Annar meðlimurinn getur verið svarthol eins og talið er vera í Cygnus X-1.

Hvorri stjörnu er yfirleitt ekki gefið sér nafn nema einhverskonar vísindanafn. Til dæmis eru stjörnurnar tvær sem tilheyra Siríus nefndar Siríus A og Siríus B. Sú bjartari ber bókstafinn A og sú daufari B.

Tvístirni er stundum skipt í 5 flokka og geta sum þeirra flokkast í fleiri en einn flokk. Þeir eru taldir upp hér á eftir.

Sýndartvístirni

Sýndartvístirni eru tvær stjörnur sem virðast mjög nálægt hvorri annarri frá okkur séð og þegar fljótt er á litið vera tvístirni, en hafa engin eðlisfræðileg tengsl. Gott dæmi um sýndartvístirni eru stjörnurnar Mizar og Alcor í stjörnumerkinu Stórabirni, en þær er auðvelt að aðgreina með berum augum. Ef kíkt er á þær í litlum stjörnukíki kemur í ljós að Mizar er sjálf tvístirni.

Sýnileg tvístirni

Ljósmynd úr Hubble-sjónaukanum af tvístirninu Síríus þar sem Síríus B sést greinilega neðarlega til vinstri.

Einfaldasta gerðin af tvístirnum eru sýnileg tvístirni. Við sjáum þá báðar stjörnurnar og getum fylgst með þeim þegar þær hreyfast um sameiginlega massamiðju. Einn umferðartími getur verið frá einu ári til þúsunda ára. Því nær sem þær eru hvorri annarri, því styttri er umferðartíminn. Dæmi um sýnileg tvístirni eru Mizar, Albireo í Svaninum og Siríus í Stórahundi.

Myrkvatvístirni

Við sjáum þvert á brautir sumra tvístirna. Þegar svo er myrkva stjörnurnar hvora aðra til skiptis með reglubundnum hætti. Þá dofnar birta kerfisins tímabundið. Í einum umferðarhring stjarnanna verða því tveir myrkvar, sem geta verið mismiklir, en eru þó alltaf jafn langir. Þegar bjartari stjarnan myrkvast (þarf ekki að myrkvast alveg því hún getur verið stærri) verður aðallágmark, en aukalágmark þegar daufari stjarnan fer aftur fyrir þá bjartari. Deildarmyrkvun er það þegar brautir stjarnanna eru ekki þvert á okkar sjónarhorn, en ná þó að myrkva hvora aðra að hluta. Eitt frægasta myrkvatvístirnið er stjarnan Algol í stjörnumerkinu Perseus. Hún er í raun þrístirni en A og B stjörnurnar mynda tvístirni. Umferðartími hvorrar stjörnu eru 2 dagar, 20 klst. og 49 mínútur og stendur hvor myrkvi yfir í um 10 klst. Birtumunur stjarnanna er svo mikill að við greinum engan birtumun nema með nákvæmum mælitækjum þegar aukalágmarkið stendur yfir. Hins vegar er mjög áberandi þegar aðallágmarkið stendur yfir, en þá fellur birtustig Algol úr 2,1 í 3,4.

Mælitvístirni

Við sjáum stundum ekki aðra stjörnuna en hin sýnilega sýnir mælanlega hreyfingu á himinhvolfinu sem verður vegna þyngdaráhrifa frá hinni. Þannig vitum við að sumar stjörnur eru tvístirni án þess að sjá aðra stjörnuna.

Litrófstvístirni

Litrófstvístirni eru ekki sjáanleg tvístirni en línur í litrófi stjörnu sveiflast með reglulegum hætti. Stundum sést aðeins litróf annarrar stjörnunnar en stundum beggja. Þessi litróf orsakast af dopplerhrifum í ljósi sem er afleiðing afstæðiskenningar Einsteins.

Hægt er að finna út bylgjulengd ljóss með þessari jöfnu ef maður veit hraða hlutarins miðað við athuganda:

$\lambda =\lambda _{0}{\sqrt {\frac {1+{\frac {v}{c}}}{1-{\frac {v}{c}}}}}$

Þar sem $\lambda$ er bylgjulengd ljóss þess sem athugandinn sér þegar hann horfir á hlut sem er á leiðinni á móti honum en $\lambda _{0}$ er bylgjulengd þess ljóss sem hluturinn gefur frá sér. v er hraði stjörnunnar og c er ljóshraðinn. Þessi hlutur getur verið stjarna og er einmitt mikið notað í athugunum á tvístirnum. Með litrófinu er hægt að sjá hraða stjarnanna í áttina beint að eða frá jörðu.

Tenglar

Kepler uppgötvar sólkerfi um tvístirni Geymt 5 mars 2016 í Wayback Machine stjörnufræðivefurinn (skoðað 24. mars 2014)