赫歇尔如何确认双星受共同引力束缚
How Herschel Showed That Binary Stars Orbit Each Other
赫歇尔最初搜寻双星是为了测量恒星视差，长期复测却发现部分星对的相对位置沿轨道改变。1803年的论文由此把‘看起来相邻’的星点区分为受共同引力束缚的物理双星。
最初的问题是恒星有多远
17至18世纪的天文学家已经知道，有些恒星在望远镜中看起来成对。若其中一颗很近、另一颗很远，地球绕太阳运动时，近星相对远星的位置应出现周年变化。伽利略等人设想可用这种差异视差测量恒星距离，但当时仪器精度不足，天空中相邻的星点究竟只是视线巧合还是同一系统也不清楚。
William Herschel从1779年起系统搜寻并测量双星，记录成员间角距离和位置角，1782年、1784年先后发表目录。他的望远镜和观测程序扩大了样本，但这项工作并非凭单次发现完成：只有多年后重复测量同一星对，才可能把测量误差、共同自行、视差和真实相对运动区分开。
长期复测出现了与视差不同的变化
赫歇尔后来复查早期记录，发现若干星对的相对方向和间距持续改变，变化方式不能用地球公转产生的周年视差简单解释。有些成员像是在彼此周围缓慢转动。1802年他使用‘binary sidereal systems’一类表述，1803年又在皇家学会《哲学汇刊》发表对过去25年相对位置变化的分析。
这项证据把两类对象分开：光学双星只是从地球方向看上去接近，物理双星则受共同引力束缚并绕质心运行。赫歇尔没有一次测完所有完整轨道，部分周期远长于人的寿命；他的结论来自多组位置变化与相互吸引解释相符合，而不是直接看见一条发光轨道。
从确认轨道到称量恒星
1803年的工作显示，牛顿引力不只适用于太阳系，也能描述遥远恒星系统。后来天文学家继续积累位置数据，Félix Savary于1827年为大熊座ξ计算出早期完整双星轨道之一。随着轨道尺度、周期和距离测量改进，开普勒定律与引力理论使双星成为测量恒星质量的基本工具。
这段历史不能简化为赫歇尔‘发现了第一颗双星’。成对恒星在他之前已被记录，John Michell等人也讨论过星对在统计上不太可能全是偶然重合。赫歇尔的重要贡献是建立系统目录并用长期相对位置变化证明部分星对发生轨道运动；后续观测者再把证据扩展为可计算、可预测的轨道科学。