分辨出来是一对的恆星。这种情形可以发生在一对联星，也就是有着互动的轨道，并且被彼此的引力束缚在一起；也可以是光学双星，这是两颗有着不同的距离，但恰巧在天空中相同的方向上被对准在一起。联星对恆星天文学家是很重要的，当知道它们的运动，就可以直接计算它们的质量和其它地恆星参数。从1780年代开始，研究双星的专业和业余天文学家就透过望远镜的观测量双星之间的距离和角度，以量度每一对双星之间的相对运动。如果测量出的相对运动是一段轨道弧线，或者相对运动相较于这两颗恆星本身的一般自行是很小的值，就可以得到这两颗恆星没有