太陽很特殊，宇宙中其實大多都是雙星系統

如果你用小型天文望遠鏡看看星空，你就會發現一些恒星實際上是雙星。其中的一些，例如北斗七星中的開陽（Mizar）和輔（Alcor，即大熊座80星）是兩顆單獨的恒星，只是恰巧在同一個方向形成視覺上的雙星，稱之為光學雙星。然而，大多數是彼此互相環繞的雙星系統，即物理雙星，一般默認都是指此。

第一對已知的雙星是在1800年代被觀測到，但直到1900年代游絲測微器的引入，才能進行更精確的測量。這個裝置可讓望遠鏡的中心對準主星，然后測量次星相對于主星的位置。通過隨著時間的推移（有時幾年或甚至幾十年）進行測量，可以看到伴星跟蹤主星的路徑。

在上圖中，我們繪制出了大熊座Xi恒星的觀測數據。

好消息是雙星系統中的伴星的運動軌道呈橢圓形，所以通過數學，可以把觀測結果與一個橢圓路徑相擬合。壞消息是，我們觀測到的位置是處于我們視野的平面內。實際的軌道通常相對于我們是傾斜的，所以我們必須進行更多的數學運算以確定其實際軌道。在過去，這必須由手工完成，這真的很累人。通過現代計算機，我們可以很容易地擬合數據并計算軌道。

當然，如果知道了伴星的軌道，也可以計算出它們的質量。知道它們的間隔距離和軌道周期，通過開普勒定律可以計算出它們的質量。一旦我們確定它們的質量，我們就可以觀測諸如亮度和溫度等其他屬性，看看它們是否與其質量相符。