Fino a non molto tempo fa si riteneva che le stelle visualmente vicine, fossero realmente binarie, da apparire legate da reciproca attrazione gravitazionale, mentre molte di esse sono solo doppie ottiche, cioè con distanze apparenti simili, ma solo per un effetto prospettico. Molte stelle facenti parte di una coppia ottica, hanno distanze molto diverse dalla loro presunta compagna, e questo perchè presenti in plaghe di cielo distanti tra loro.
Un classico esempio di doppia ottica è la copia di Mizar ed Alcor, facenti parte della costellazione del Gran Carro od Orsa Maggiore, e da sempre utilizzate nell'osservazione ad occhio nudo, per constatare l'acuità visiva dell'osservatore. In effetti di queste due stelle apparentemente in coppia, Alcor non è in coppia con Mizar, ma la sua vicinanza è solo prospettica, mentre Mizar ha una compagna che si mostra già in un piccolo telescopio.
Le due effettivamente doppie prendono nome Mizar A e Mizar B, e costituiscono la prima stella doppia che fu scoperta dall'astronomo Giovanni Battista Riccioli ( 1598-1671 ) nel 1650. La più brillante è Mizar A di magnitudine 2, mentre la compagna Mizar B di magnitudine 4. Mizar A dista da noi circa 83 anni luce.
Il termine “ Stella Doppia “ fu coniato dall'astronomo Sir William Herschel nel 1802, che allora scrisse “ Una vera doppia-L'unione di due stelle che sono unite in un solo sistema dalle leggi dell'attrazione gravitazionale di Newton “.
Le stelle doppie vengono suddivise in alcuni gruppi : Doppie Visuali – Astrometriche – Interferometriche - Spettroscopiche – Fotometriche ( dette anche binarie ad eclisse ).
Le doppie Visuali sono visivamente vicine, ma questo è frutto di un effetto prospettico, e possono essere anche distanti diversi ani luce tra loro. Un sistema binario è dovuto a due stelle vicine tra loro che ruotano reciprocamente attorno ad un comune centro di massa, generalmente lungo orbite ellittiche.
Finora i sistemi binari conosciuti corrispondono al 25% delle stelle osservate, ma sicuramente la percentuale effettiva si presume molto più alta, poichè si deduce dalle enormi distanze di molte doppie ancora non scoperte.
Le Astrometriche sono analizzabili solo con strumenti per effettuare misure, distanze e dimensioni di astri. Quelle Interferometriche vengono studiate con l'uso di interferometri, speciali strumenti ottici che misurano le interferenze tra onde di diversa frequenza luminosa.
Le doppie binarie Spettroscopiche sono rilevate attraverso l'uso di uno spettroscopio, poiché seguono orbite strette e le loro componenti sono distinguibili con l'analisi del cosiddetto Effetto Doppler, che mostra le relative righe spettrali, la variazione delle quali permette la stima della direzione nel sistema binario.
Le doppie Fotometriche o binarie ad eclisse si eclissano anche vicendevolmente durante il loro moto orbitale, e questo crea una variazione periodica di luminosità della stella eclissata.
Questo tipo di stelle è piuttosto raro, ma solo per una questione della loro posizione rispetto alla nostra Terra, seguendo un piano orbitale parallelo a noi.
A questo proposito va ricordato che la scoperta di una stella variabile in intensità risale a molti secoli fa da parte degli arabi, che osservando la stella Algol, videro che variava di luminosità, e solamente un secolo fa si scoprì che Algol era una doppia ad eclisse, che veniva periodicamente oscurata dalla stella compagna. Proprio per la variabilità visiva della stella, il nome Algol significa in arabo “ Occhio del diavolo “. Questa stella appartiene alla costellazione di Perseo e dista da noi 93 anni luce., e il suo periodo di rotazione dura 37 giorni.
Esistono poi altre categorie di stelle binarie, come le Astronomiche costituite da una coppia in cui solo la più luminosa è visibile, e che rivela l'esistenza della debole compagna solo attraverso stime di massa della più luminosa. L'esempio più conosciuto è la binaria Sirio nel Cane Maggiore, dove Sirio A è la stella più luminosa del cielo e la più debole ed invisibile Sirio B è stata scoperta solo negli anni 40 del secolo scorso.
Altro tipo di binaria ha nome Distaccata e consiste in una coppia di stelle molto separate. Ancora una categoria è quella della binaria Semidistaccata, dove una delle due stelle riempie la regione circostante con materiale orbitante legato all'altra stella, e che prende il nome di Lobo di Roche. L'ultimo tipo di binaria astronomica è A Contatto, dove entrambe le stelle del sistema riempiono il Lobo di Roche ed hanno contatto tra di loro.
Alcune stelle doppie si presentano di colori diversi, e sappiamo che il colore di una stella è legato alla sua temperatura. Le stelle rosse sono più fredde e vetuste, mentre quelle blu le più calde e giovani, contrariamente a quello che siamo abituati a considerare nella stima del colore.
Molti sistemi di stelle doppie non sono solo binarie, ma ospitano più stelle legate gravitazionalmente, come la luminosissima doppia-doppia Epsilon Lyrae, detta anche Vega, che nella costellazione della Lira è costituita da due coppie di stelle distanti tra loro, e che hanno periodi di rivoluzione di centinaia di secoli attorno ad un centro di gravità in un periodo che si presume di un milione di anni.
La Lira è una delle costellazioni visibili in questi mesi estivi, e consiglio la sua contemplazione con un binocolo per godere della sua visione estatica. Le agibili lunghe notti estive saranno da trascorrere in osservazione, meglio se seduti su una sedia a sdraio o sull'erba di un prato, per scrutare le infinità di asterismi cromatici e per viaggiare con l'immaginazione nell'immensità del cosmo.