Als we naar de nachtelijke hemel kijken, lijkt het alsof elke ster een eenzaam lichtpuntje is. Maar schijn bedriegt: een groot deel van de sterren leeft niet alleen. In plaats daarvan vormen ze dubbelsterren, twee sterren die door hun wederzijdse zwaartekracht aan elkaar verbonden zijn en samen een prachtige kosmische dans uitvoeren. In feite vermoeden astronomen dat meer dan de helft van alle sterren in de Melkweg deel uitmaakt van een dubbelster- of meervoudig systeem.
Een dubbelster is een systeem van twee sterren die om een gemeenschappelijk zwaartepunt draaien. Dat zwaartepunt ligt meestal dichter bij de zwaarste van de twee, maar beide sterren zijn voortdurend in beweging. Voor een waarnemer op aarde kan dit systeem eruitzien als een enkel lichtpuntje, maar met telescopen of spectroscopische technieken blijkt het om twee afzonderlijke sterren te gaan.
Dubbelsterren zijn niet alleen prachtig om te zien, ze zijn ook cruciaal voor de sterrenkunde. Door hun banen te bestuderen, kunnen astronomen de massa’s van sterren zeer nauwkeurig bepalen, iets wat bij losse sterren moeilijk is. Omdat massa de belangrijkste factor is in de levensloop van een ster, zijn dubbelsterren als het ware natuurlijke laboratoria. Veel van deze dubbelsterren zijn al met een eenvoudige verrekijker of een kleine telescoop te bewonderen. Ze vormen daarom een perfecte eerste stap voor iedereen die de dynamiek van de sterrenhemel zelf wil ervaren.
Dubbelsterren hebben een rijke geschiedenis
In 1617 richtte Galileo Galilei zijn telescoop op de ster Mizar in de Grote Beer. Hij ontdekte dat Mizar niet één ster was, maar uit twee componenten bestond. Dit was een van de eerste aanwijzingen dat er aan de hemel parendansende sterren konden bestaan. In de decennia daarna noteerden andere astronomen, zoals Giovanni Battista Riccioli, meer gevallen van sterren die dicht bij elkaar leken te staan. Men dacht toen echter vaak dat het gewoon om een optische dubbelster ging, twee sterren die toevallig vanaf de aarde in elkaars richting staan, zonder echte fysieke band.
De echte ontdekking van echte dubbelsterren kwam met William Herschel, de beroemde ontdekkingsreiziger van de hemel die ook Uranus vond. Herschel begon rond 1780 systematisch paren van sterren te observeren. In 1803 publiceerde hij een baanbrekend artikel waarin hij aantoonde dat sommige van deze paren werkelijk om elkaar heen draaiden. Hij leverde hiermee het eerste directe bewijs dat de zwaartekracht van Newton niet alleen op aarde en planeten werkt, maar ook tussen sterren op enorme afstand. Dit was een mijlpaal: dubbelsterren waren niet langer toevallige visuele verschijnselen, maar fysieke systemen.
Met betere telescopen en later de fotografie kon men steeds meer dubbelsterren ontdekken en hun banen volgen. Dankzij deze ontdekkingen werd duidelijk dat dubbelsterren heel gewoon zijn in de Melkweg. Vandaag de dag ontdekken we dubbelsterren met ongekende precisie via ruimtetelescopen zoals Gaia. Die kan de kleinste wiebelingen in de positie van sterren meten en zo zelfs onzichtbare begeleiders opsporen, zoals witte dwergen, neutronensterren of zwarte gaten.
Verschillende soorten dubbelsterren
Astronomen onderscheiden dubbelsterren op basis van hoe we ze kunnen waarnemen:
- Visuele dubbelsterren
Hierbij zijn beide sterren met een telescoop los van elkaar te zien. Een bekend voorbeeld is Albireo in het sterrenbeeld Zwaan: een schitterend duo van een goudgele en een blauwige ster. - Scheidbare dubbelsterren
Soms staan de sterren zó dicht bij elkaar dat ze enkel met sterke telescopen of moderne technieken (zoals interferometrie) te onderscheiden zijn. - Spectroscopische dubbelsterren
Deze sterren kunnen niet apart gezien worden, maar hun spectra verraden hun bestaan: de spectraallijnen verschuiven periodiek door het Dopplereffect wanneer de sterren naar ons toe of van ons af bewegen. - Eclipsende dubbelsterren
Bij deze systemen zien we de sterren van de zijkant. De ene ster schuift regelmatig voor de andere langs, wat leidt tot meetbare helderheidsvariaties. Een beroemd voorbeeld is Algol (de “Demonster”) in het sterrenbeeld Perseus.
Enkele voorbeelden van bekende dubbelsterren:
- Albireo (β Cygni)
In het sterrenbeeld Zwaan (Cygnus). Een van de populairste dubbelsterren onder waarnemers. Bestaat uit een heldere goudgele ster en een blauwe begeleider, wat een prachtig kleurcontrast oplevert. - Mizar en Alcor (ζ Ursae Majoris)
In het sterrenbeeld Grote Beer. Met het blote oog lijkt het een enkel sterretje in de steel van de steelpan, maar met een verrekijker zie je dat het om twee sterren gaat. Mizar zelf is bovendien een meervoudig systeem, waardoor het in feite een heel complex stelsel is. - Algol (β Persei)
De “Demonster” in Perseus. Een beroemde eclipsende dubbelster, waarvan de helderheid regelmatig afneemt omdat de sterren elkaar verduisteren. Met het blote oog zichtbaar hoe de ster in een paar dagen van helder naar zwakker gaat. - Castor (α Geminorum)
In het sterrenbeeld Tweelingen (Gemini). Voor het blote oog een enkele ster, maar in werkelijkheid een zesvoudig systeem! Twee hoofdcomponenten zijn in een telescoop goed te scheiden. - Sirius (α Canis Majoris)
De helderste ster aan de nachtelijke hemel, in Grote Hond (Canis Major). Eigenlijk een dubbelster: de felle witte hoofdster (Sirius A) heeft een witte dwerg als begeleider (Sirius B). Sirius B was in de 19e eeuw de eerste ontdekte witte dwerg, een mijlpaal in de sterrenkunde.
De dubbelster Luhman 16 bestaat uit twee bruine dwergen - Foto: NASA/JPL
