쌍성계

쌍성계(雙星界, 영어: Binary star system)는 두 개의 별이 중력에 의해 얽혀 상호작용을 하고 있는 계(界)이다.

분류

다양한 기준을 통해 쌍성계를 분류할 수 있다.

물리적인 관계가 없는 쌍성계

광학적 쌍성계(Optical double)

겉보기에는 쌍성계처럼 보이지만 실제로는 아무 관계도 없는 쌍성계를 칭한다. 물리적인 상호 작용이 무시할 수 있을 정도로 작으므로, 이런 쌍성계에서 각 별의 질량을 얻어낸다던가 하는 건 불가능하다.

물리적으로 연관된 쌍성계

관측 수단에 따라 분류하면 아래와 같다.

안시 쌍성계(Visual binary)

두 별이 적당히 떨어져 있고, 밝기 차이도 그리 많이 나지 않는 데다가 공전 주기도 적절히 길다면, 적절한 관측과 분석을 통해서 두 별이 쌍성계를 이룬다는 것을 알 수 있다. 따라서, 이 타입의 쌍성계인 경우 유용한 정보를 얻어내기는 정말 쉽다.

모든 쌍성계가 이 타입이면 정말 좋았겠지만... 이러한 쌍성계가 그리 흔한 것은 아니다. 일반적인 경우, 정상적인 방법으로는 그 별이 쌍성계의 일부인지 독립된 별인지조차 알 수가 없기 때문에 천문학자들은 각종 기발한 방법을 개발하게 된다.

측성 쌍성계(Astrometric binary)

쌍성계를 이루는 두 별 중 하나가 어떠한 이유에 의해서 안 보이게 되는 경우가 있다. 이 경우에는 하나의 별만 관측할 수 있는데, 이 별의 주기적인 운동을 통해 그 별과 상호작용을 하는 별이 존재한다는 것을 추측할 수 있다. 상호작용을 하는 별이 없다면 주기적인 운동을 하지 않을 것이므로..

식 쌍성계(Eclipsing binary)

주기적으로 밝기가 변화하는 별의 경우 그 별이 쌍성계를 이루는지를 의심해볼 수 있다. 쌍성계를 이루는 한 별이 다른 별의 앞을 지나가면서 빛을 조금씩 가리게 되는데, 이 밝기 변화의 주기를 통해 별의 질량, 반지름 등을 추론할 수 있다.

스펙트럼 쌍성계(Spectrum binary)

두 별이 겹쳐져 있고, 두 별의 구성 원소가 다른 경우 도플러 효과를 이용해 두 별이 쌍성계를 이루고 있는지 알 수 있다. 쌍성계는 해당 계의 질량중심(Center of mass)에 대해 항상 일정한 움직임을 보이므로, 한 별의 스펙트럼에서 적색편이가 일어난다면, 다른 별의 스펙트럼에서는 반드시 청색편이가 나타남을 알 수 있다.

이때 한 별이 다른 별에 비해 지나치게 밝다면... 다른 별의 흡수 스펙트럼이 가려지므로 이 방법으로는 두 별이 쌍성계를 이루는지 분석하기 힘들다.

분광학적 쌍성계(Spectroscopy binary)

도플러 효과를 통해, 두 별이 쌍성계를 이루는지를 확인할 수 있다.