Doppelsterne

Geschrieben am 24.10.2006 von Conni Kreißl

Doppelsterne oder Doppelsysteme bzw. Doppelsternsysteme setzen sich üblicherweise aus zwei scheinbar oder auch wahrhaftig verhältnismäßig nahe beieinander stehenden Sternen zusammen. Während Mehrfachsterne oder Mehrfachsystem bzw. Mehrfachsternsysteme im allgemeinen aus drei oder mehr Sternen bestehen. Dabei wird der hellere der beiden Sterne eines Doppelsternsystems Hauptkomponente bzw. Hauptstern genannt und demzufolge mit dem Buchstaben A bezeichnet und der dunklere, lichtschwächere ist der Begleiter und wird daher mit einem B charakterisiert.
Diese Doppelsterne treten gar nicht so selten auf wie man vermutet, denn erstaunlicherweise sind sogar über die Hälfte aller Sterne im Universum Teil eines Doppelsternsystems. Sie haben Umlaufzeiten die von ihrem Abstand zueinander abhängig sind und infolgedessen zwischen einigen Stunden oder vielen Jahren schwanken können. Andererseits können sie einander ebenfalls derart nahe sein, das die beiden Sterne in direktem materiellem Kontakt stehen, wodurch Materie von einem zum anderen Stern fließen kann.
Genaugenommen gibt es allerdings drei verschiedene Arten von doppelten Sternen bzw. Sternpaaren. Das sind Optische Doppelsterne, die eigentlich nur scheinbare Doppelsterne sind, Physische Doppelsterne, welche echte Doppelsternsysteme sind und Geometrische Doppelsterne, die man auch räumliche Doppelsterne nennt.
Diese optischen bzw. scheinbaren Doppelsterne, sind sowohl für die Astronomie als auch für die Wissenschaft eher uninteressant und bestehen aus zwei Sternen. Diese können zwar praktisch in gleicher Richtung am Himmel wahrgenommen werden, aber sie beeinflussen sich gravitativ gar nicht gegenseitig, da es nur so aussieht als wenn es Doppelsterne sind, sie es jedoch eben nur scheinbar sind. Ein schönes und anschauliche Beispiel dafür sind die beiden Sterne Alkor, der auch Reiterlein genannt wird und Mizar, welche man bei normalem Sehvermögen gut mit bloßen Augen als Doppelsterne sehen kann. Wovon der erste in einer Entfernung von 81 Lichtjahren und der zweite in einer Entfernung von 78 Lichtjahren um die Sonne kreist, sie sich also in der Mitte der Deichsel des Sternbilds Großer Wagen befinden. Da sie jedoch mit einem Abstand von nahezu 3 Lichtjahren kein gebundenes Doppelsystem bilden können, denn dies entspricht annähernd der Entfernung unserer Sonne zum nächsten Nachbarstern Proxima Centauri, sind sie eindeutig nur scheinbar Doppelsterne.
Die physischen Doppelsterne bzw. echten Doppelsternsysteme setzen sich andererseits aus zwei Sternen zusammen, die wegen ihrer räumlichen Nähe gravitativ aneinander gebunden sind. Sie bewegen sich üblicherweise, ganz nach den allbekannten Keplerschen Gesetzen, um einen gemeinsamen Schwerpunkt herum und entstanden größtenteils bereits während der Sternentstehung. Obwohl sich einige auch erst später vereinten, zum Beispiel durch das Einfangen eines noch ungebundenen Sterns durch den Einfluss mindestens eines weiteren Sterns zu einem gebundenen Doppelsternsystem. Wobei die Eingefangenen Doppelsterne erfahrungsgemäß größtenteils durch ihre voneinander unabhängige Entstehung ein sehr unterschiedliches Alter sowie eine verschiedenartige Metallkonzentration aufweisen und die miteinander entstandenen sich meistens stark ähneln.
Die geometrischen bzw. räumlichen Doppelsterne sind hingegen Sterne, die sich räumlich gesehen einander außerordentlich nahe sind. Durch ihre verhältnismäßig auffallend hohe Relativgeschwindigkeit sind sie jedoch trotzdem nicht aneinander gebunden, haben jedoch nichtsdestoweniger eine gemeinsame hyperbolische Umlaufbahn um ihren gemeinsamen Schwerpunkt. Ein perfektes Beispiel ist für diese Art von Doppelsternen ist der berüchtigte Proxima Centauri, welcher gemeinsam mit dem Alpha Centauri ein solches geometrisches Doppelsystem bildet, obwohl der Alpha Centauri seinerseits eigentlich auch ein physischer Doppelstern ist. Denn diese beiden haben eine vielfach höhere Relativgeschwindigkeit als ihre Position und Fluchtgeschwindigkeit vermuten lässt, wodurch Proxima normalerweise nicht an Alpha Centauri gebunden sein dürfte.
Es gibt aber auch die Methode Doppelsterne nach der Art der Beobachtungsmöglichkeiten einzuteilen. Das sind die Erscheinungsformen Visuelle Doppelsterne, Spektroskopische Doppelsterne, Photometrische Doppelsterne, die eigentlich nur eine Untergruppe der spektroskopischen Doppelsterne sind und die Astrometrischen Doppelsterne, welche Sterne mit unsichtbaren Begleiter darstellen.
Wobei die Visuellen Doppelsterne sich exzellent zur Bestimmung des Auflösungsvermögen von Fernrohren eignen, da sie ungefähr gleich hell sind, wodurch die Winkelabstandswahl wegfällt und die Messung erleichtert wird. Derweil die Spektroskopischen Doppelsterne sich optisch nicht mehr trennen lassen und daher nur über Anomalien des Spektrums als solche erkannt werden, da sie sich entweder überlagern oder durch unterschiedliche Spektraltypen ein zusammengesetztes Spektrum bilden. Die Photometrischen Doppelsterne sind dagegen Bedeckungsveränderliche, die sich in regelmäßigen Abständen periodisch überdecken und ihren Doppelsterncharakter dementsprechend nur mit Hilfe der periodischen Wechsel ihrer Helligkeit verraten. Während die Astrometrischen Doppelsterne sich infolge einer periodisch veränderten Position zu anderen Sternen verraten, bei denen sich ihre Position demnach durch die Eigenbewegung des beobachteten Sterns abwandelt. Was vermutlich auf einen Umlauf um einen gemeinsamen Schwerpunkt zurückzuführen ist, welcher durch einen nicht wahrnehmbaren Begleiter verursacht wird.
Entstanden sind solche Doppelsterne wahrscheinlich durch einen Drehimpuls einer gravitativ kollabierenden interstellaren Wolke, nur das sich dabei eben kein einzelner Stern sondern ein Doppelstern bildete.