Vizualinė dvinarė

Vizualinė dvinarė – žvaigždė, kurios nares galima matyti ir jų orbitas išmatuoti per teleskopą. Vizualinės dvinarės žvaigždės abi narės matomos atskirai.

Stebint vizualines dvinares žvaigždes, galima išmatuoti narių tarpusavio kampinį atstumą ir centrų linijos pozicinį kampą, t. y. kampą tarp krypties į šiaurinį dangaus ašigalį ir abi žvaigždes jungiančios linijos. Vykdant ilgamečius stebėjimus, galima aptikti vienos narės skriejimą aplink kitą, išmatuoti abiejų žvaigždžių tikslias koordinates įvairiose orbitos vietose ir nustatyti apskriejimo periodą P, praskriejimo pro periastrą momentą T ir mazgų linijos pozicinį kampą p. Norint nustatyti kitus orbitos elementus, reikia žinoti jos posvyrio kampą i. Posvyrio nustatymas remiasi tuo, kad orbitos projekcijoje į brėžinio plokštumą pirminė narė būna ne elipsės židinyje, o kiek pasislinkusi į šalį. Jos padėtis vienareikšmiškai priklauso nuo orbitos posvyrio kampo i ir periastro ilgumos w. Žinant orbitos posvyrį, lengva apskaičiuoti tikrąjį ekscentricitetą e bei didįjį orbitos pusašį a kampiniais vienetais. Jei žinomas žvaigždės paralaksas arba nuotolis, galima rasti orbitos pusašio ilgį.

Dvinarių žvaigždžių atradimo ir tyrimo istorija 

Mintis, kad yra fiziškai susijusių dvinarių, ilgą laiką nesulaukė pritarimo tarp astronomų, nors dar 1617 m. G. Galileo, paskatintas savo mokinio ir draugo Castelli, stebėjo dvinares žvaigždes. Castelli dvinarėmis susidomėjo dar 1616 m. Ilgą laiką dvinarių atradimas buvo priskiriamas Riccioli, kuris tik 1650 m. savo vienos knygos trumpoje pastaboje užsiminė apie Micaro dvinariškumą. Nors vėliau XVII a. ir XVIII a. pirmoje pusėje buvo atrasta keletas naujų dvinarių (taip pat ir pietų danguje), šios žvaigždės didesnio susidomėjimo nesulaukė, kaip ir 1767 m. J. Michell pateikti labai įtikinami argumentai, pagristi tikimybių teorija, kad dauguma dvinarių yra fizinės poros. Svarbi dvinarių tyrimo data yra 1781 m., kada buvo paskelbtas pirmas šių žvaigždžių katalogas, kurį sudarė Ch. Mayer, panaudojęs savo stebėjimus ir kitų astronomų darbus. Kataloge buvo 80 dvinarių.

Sistematinis dvinarių tyrimas buvo pradėtas Viljamo Heršelio (William Herschel). Jis dvinarių žvaigždžių stebėjimus norėjo panaudoti žvaigždžių paralaksams nustatyti, remdamasis metodu, pasiūlytu dar Galilėjaus. Stebėdamas savos gamybos tais laikais labai didelio diametro reflektoriais su dar netobulu okuliariniu mikrometru, jis išmatavo virš 700 dvinarių, kurios buvo paskelbtos dviejuose kataloguose 1782 ir 1784 m. Iš pradžių Herschel buvo tvirtai įsitikinęs, kad visos dvinarės yra optinės. Tačiau jo daugkartiniai pakartotini tų pačių žvaigždžių stebėjimai parodė, kad bent dalis jo stebėtų dvinarių yra fizinės sistemos. Straipsnyje, paskelbtame 1803 m. birželio 9 d., jis įtikinamai parodė, kad egzistuoja dvinarės sistemos, kurių narės juda apie bendrą masių centrą, veikiamos tarpusavio gravitacijos jėgos.

Naują dvinarių tyrimų etapą pradėjo F. G. W. Struvė, kuris pradžioje Tartu, o vėliau jo įkurtoje Pulkovo observatorijoje, panaudojęs Fraunhofer preciziškai pagamintus refraktorius, turėjusius tikslius okuliarinius mikrometrus ir laikrodinius mechanizmus, atliko tikslius, metodiškai gerai suplanuotus, sistematinius vizualinių dvinarių paieškos ir matavimų darbus. Jo matavimai neprarado vertės ir iki šiol. Nuo to laiko iki pat XX a. pradžios dvinarių tyrimas tapo viena iš pagrindinių astronomijos sričių, kurioje dirbo daugelis to meto žymių astronomų ir buvo naudojami didžiausi to meto teleskopai.

1871 m. S. W. Burnham pradėjo savo veiklą, pradžioje kaip astronomijos mėgėjas, o vėliau kaip vienas žymiausių vizualinių dvinarių tyrėjų. Jis atrado ir išmatavo didelį kiekį dvinarių. Jo veiklą vainikavo 1906 m. paskelbtas 13665 vizualinių dvinarių katalogas „General Catalogue of Double Stars Within 121 degrees of the North Pole“ (BDS). Jame aprašytos visos iki to laiko atrastos dvinarės žvaigždės su δ > 31o. Katalogas labai kruopščiai paruoštas – pateiktas kiekvienos žvaigždės detalus aprašymas, bibliografija. Pateikiami tik patikimi duomenys. Duomenys, kurie autoriui atrodė netikslūs arba nepilni, buvo jo paties patikrinti ar papildyti, atlikus specialius stebėjimus.

Kitas žymus vizualinių dvinarių tyrėjas R. G. Aitken, stebėtojo karjerą pradėjęs 1899 m., atrado ir išmatavo daugelį dvinarių, kurių didžiąją dalį sudaro trumpo periodo dvinarės. 1932 m. jis paskelbė naują 17000 vizualinių dvinarių katalogą „General Catalogue of Double Stars within 120 degrees of the North Pole“. 1935 m. jo paskelbta monografija „The Binary Stars“ daugelį metų buvo vienintelis apibendrintų žinių šaltinis apie šias žvaigždes.

XX a. antrajame dešimtmetyje atrodė, kad visos šiaurės pusrutulio dvinarės iki 9 ryškio jau atrastos. Tačiau sistematiniai Kuiper, Jonkheere, Baize, Couteau, Muller, Worley ir kitų stebėjimai, atlikti trečiajame – aštuntajame dešimtmetyje, išaiškino daug naujų, įdomių dvinarių porų. Didelis šuolis į priekį buvo HIPPARCOS astrometrinės observatorijos stebėjimai ir CCD imtuvų panaudojimas šių žvaigždžių stebėjimams.

Pietų dangus ilgą laiką buvo žymiai mažiau ištirtas. Tačiau XX a. pirmoje pusėje žymūs dvinarių tyrinėtojai Innes, van den Boss, Finsen ir Rositer atrado ir ištyrė tūkstančius naujų vizualinių sistemų, tad dabar pietų dangaus dvinarės ištirtos netgi geriau negu šiaurės dangaus.

XX a. antroje pusėje buvo atlikta daug svarbių darbų kaupiant, apdorojant ir apibendrinant vizualinių dvinarių duomenis. Sudaryta nemažai dvinarių žvaigždžių ir jų orbitų katalogų, pradėjo veikti vizualinių dvinarių duomenų centrai.

Žymiausi XX a. vizualinių dvinarių žvaigždžių tyrėjai 
 Charles Edmund Worley (1935–1997)
 Ernst Julius Öpik (1893–1985)
 George van Biesbroeck (1880–1974)
 Paul Baize (1901–1995)
 Paul Couteau
 Paul Muller (1910–2000)
 Richard Alfred Rossiter (1896–1977)
 Robert Grant Aitken (1864–1951)
 Robert Jonckeere (1888–1974)
 Robert Thorburn Innes (1861–1933)
 Willem Hendrik van den Bos (1896–1974)
 Willem Jacob Luyten (1899–1994)
 William S. Finsen (1905–1979)
 Wulff Dieter Heintz

Žvaigždės