雙星和多元恒星

大多數恒星都不是獨立存在的，它們有伴星并互相環繞運行。我們偶爾能夠通過一架望遠鏡看到兩顆伴星，在這一情況下恒星被稱為目視雙星。然而不是所有看起來很接近的恒星都是真正的雙星，一些恒星互不相關并且相距很遠，但由于它們位于從地球出發的同一方向上，使得它們看起來在空中相距很近。真正的雙星是由引力作用束縛在一起的兩顆恒星，它們可能開始時是兩顆原恒星，也可以是由一顆原恒星分裂開形成的。

雙星中兩顆恒星互相環繞的時間是高度變化的，它取決于許多因素，例如兩顆恒星的質量、它們質量的比例、它們之間的距離以及它們所處的演化階段。一些恒星環繞另一顆恒星僅需幾天而另一些甚至需要幾個世紀。

很多的雙星不能作為目視雙星被看到，這可能是由于該恒星系統距離過于遙遠而無法區分兩顆恒星，也可能是它相對較近但兩顆成員恒星間的距離又太近。有時其中一顆恒星十分昏暗，從而另一顆恒星蓋過了它的光芒。

雙星系統中的恒星相互環繞它們共同的質心旋轉——每個恒星都不是靜止的。如果這一振蕩運動能夠結合恒星的背景被探測出來，就表明更小更灰暗的伴星正繞著更大更明亮的伴星旋轉。這樣的恒星對被稱為天文雙星。

發現雙星的另一種方法是研究它們的光譜，光譜吸收線可能暗示了具有不同光譜分類的兩顆恒星的存在。即使它們是同樣的類型，它們的運動也會導致譜線的波長變化。這是因為移動中的物體發出的輻射波長將被拉伸或壓縮，這取決于物體是否正在靠近或是遠離，這一現象被稱為多普勒效應。恒星朝著不同方向運動，導致了譜線不同程度地改變了它們的波長。于是，在單次的沿軌道環繞過程中，就產生了譜線兩次分離后合并的現象。

如果伴星過于昏暗，它的光譜將被較亮的恒星所覆蓋。但這樣的光譜中同樣存在多普勒頻移，從而伴星的存在能由此顯示出來，這樣的系統被稱為光譜雙星。

雙星系統為天文學家測量恒星重量提供了機會。為了達到這一目的，恒星間的距離以及它們互相環繞一周所需的時間必須被測量出來。通過簡單的數學計算，能夠得到兩顆恒星的總質量，于是就能作出對其中哪顆恒星具有大部分質量的估計。如果兩顆恒星完全相同，那么就能夠簡單地將得出的數字分半。

三星系統與四星乃至更多恒星組成的系統也是已知的。多星系統中的恒星越多，這樣的系統也就越少。已知恒星中超過一半的恒星是存在于雙星系統或者是六星系統中的。