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連星系とは、大きさが同程度の同じ種類の天体2つからなる系のことです。定義は様々ですが、一般的には、重心がどちらの天体の外側にあることが条件となります。（アニメーションの例を参照してください。）
最も一般的な連星系は連星と連星小惑星だが、褐色矮星、惑星、中性子星、ブラックホール、銀河なども連星系を形成することがある。
多重星系はこれと似ていますが、3つ以上の天体から構成されます。例えば、三重星や三重小惑星（「三連星」よりも一般的な用語）などです。
連星系では、より明るい、あるいはより質量の大きい天体を主星、もう一方を伴星と呼ぶ。
連星は軌道に基づいて分類されることもあります。広連星は、互いに離れた軌道を持つ天体です。[ 1 ]これらは別々に進化し、互いにほとんど影響を与えません。近接連星は互いに近く、質量を移動させることができます。また、観測方法に基づいて分類することもできます。視覚連星は、双眼鏡や小型望遠鏡で区別できるほど十分に離れた2つの星です。[ 2 ]
食連星とは、地球から見て、2つの天体の軌道が互いに角度をなしており、一方の天体がもう一方の天体の前を通過する際に食が起こるような天体のことである。
天体位置測定上の連星とは、伴星が特定できないため、何もない空間を周回しているように見える天体のことです。伴星は主星の光に隠れて見えにくい場合や、主星の光が弱く見えにくい場合があります。
関連する分類ではあるが、連星系ではないものとして光学連星がある。これは、空で非常に接近しているため連星系のように見えるが、実際には連星ではない天体を指す。このような天体は単に接近しているように見えるだけで、太陽系からの距離は異なっている。[ 3 ] [ 4 ]
二重小惑星が大きさが似ている場合、小さい方の天体を衛星と呼ぶ代わりに「二重伴星」と呼ばれることがあります。 [ 5 ]真の二重伴星の良い例としては、90 アンティオペと79360 シラ-ヌナム系があります。冥王星とその最大の衛星カロンは、2 つの天体の重心(質量の中心) がどちらにも内部にないため、二重系として説明されることもありますが、カロンは冥王星に比べて十分に小さいため、通常は衛星として分類されます。 [ 6 ]オルクスとその衛星ヴァンスも、どちらにも内部にない重心の周りを公転しています。太陽と木星はどちらにも内部にない点の周りを公転していますが、異なる種類の天体であるため、二重とはみなされません。