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  雙星的概念來源於恆星之間的相互繞行,由於恆星有很好的定義(足夠大,因而引發核聚變發光),所以不存在“衛恆星”的概念,凡是相互繞行的恆星,無論大小差異如何,都是雙星(或者三聯星等)。  然而在行星系統內,行星與衛星按照軌道區分,直接繞恆星的就是行星,繞行星的是衛星。但雙星的情形模糊了行星與衛星的區別,如果兩顆相互繞行的星球大小非常接近,毫無疑問會被歸類於雙行星;如果大小差別非常大,則小星體是衛星;而介於前兩種情況之間,即兩星體大小相當,同時差別明顯,這就產生了定義的疑難。按照一般的科學定義原則,不宜人為地給出某個比值(比如質量差別1/10)作為區分界限,而應該以某種引力、軌道相關的現象作為標準。而事實上,人們仍從直觀上認為兩者質量在同一數量級為雙行星。(即比值1/10作為心理分界)  在過去,曾經有一些辯論雙行星和行星-衛星系統之間的精確定義界限。在許多的例子中,都不是問題,因為這些衛星的質量都遠低於系統中的行星,比較特別的是地月系和冥衛系統。太陽系中所有的衛星都低於其行星或矮行星質量的0.00025(1/4000),但是,月球與地球的質量比是0.0123(1/81),而冥衛一和冥王星的質量比是0.117(約1/9)。

  在2006年,國際天文聯合會曾考慮為雙行星下個簡短的正式定義,以將冥王星和冥衛一包括在系統內,但是沒有得到認同。這個可以接受用來辨別是行星-衛星或雙行星的的分界點依據是這兩者共同的質心(重力中心)位於何處。如果重心不在兩者任何一個的內部,則該系統是一個雙行星系統。在這種情況下,兩個天體都環繞著自由空間中的一個點運轉。照這種定義,冥王星和冥衛一將是雙矮行星系統。  兩星體相互繞行的質量中心,如果在某一星體內部,則該星體是主星,另一星體是衛星,這一定義明確清晰,符合我們對主星直觀上感受。不過這一定義向極限情況推廣遇到困難:即使質量差距巨大的兩星球,只要相距足夠遠,質心總會離開主星表面;或者只要主星收縮得足夠緻密(白矮星、中子星甚至黑洞),質心也總會離開主星表面。  由於潮汐力,月球每年遠離地球1.5英寸(3.74公分)),目前系統的重心雖然位於地球內部,但終將移到地球之外。所以依照這樣的定義,地月系統在數十億年之後將成為雙行星。  用雙星或聯星系統的定義來作比較,如果它只取決於重心的位置,則任何一顆在環繞時重心位於母恆星內部的伴星都將被稱為是行星,而重心在母恆星外面的都將被視為另一顆恆星(伴星)。依照這樣的定義,太陽系中除了木星所有的主要行星依然還是行星。日-木重心是唯一重心在太陽表面之外的系統。然而,由於木星不是一顆恆星,所以天文學家面對的困難是需要一個明確的雙行星系統定義。

  後來以撒·艾西莫夫建議區分行星-衛星和雙行星要以兩者相互拔河(較勁)的值來辨別這個量是衛星的質量相較於行星和太陽的比例,以及衛星的距離相較於與行星和太陽距離的值。  拔河值formula_1  式中formula_2為行星質量,formula_3為恆星質量,formula_4為衛星與恆星間的距離,formula_5為衛星與行星間的距離。  以拔河圖來看,土星最大的衛星土衛六(泰坦)的值是380,它的意思是土星對土衛六的的引力比太陽對土衛六的引力大了380倍。  除了冥王星和冥衛一之外,艾西莫夫的拔河圖有所有的行星和一些衛星的數值,因為當時對冥王星及其衛星的所知還不夠多。他指出,即使是那些被認為是被木星捕獲的外圍衛星,木星對它們的約束力也僅是比太陽強一些。然而只要拔河值仍然大於1,太陽就會失去對這些天體的約束,而由行星控制著。  對地球的衛星月球,太陽確實贏得了拔河,地球的拔河值僅有0.46,這意味著地球對月球的約束力只有不到太陽的一半。由太陽對月球的重力是地球的兩倍,艾西莫夫推論地球和月球必須是一個雙行星系統。這事實上也是他在許多本著作中指出月球應該是顆行星,而不是地球的衛星的主要原因。 不過,拔河定義也存在一些與我們對雙星直觀認識不一致的地方:它把衛星或伴星的軌道位置作為判斷的主要標準,使得某些顯然的雙星(或衛星)被歸入相反的類別。比如兩個幾乎相同大小的星體,在遠離太陽的地方相互緊密繞行,太陽在拔河中顯然處於弱勢;再比如在與月球有相同軌道高度的人造衛星,它們的拔河值和月球相同,但把它們當作與地球相當的伴星體顯然存在困難。存在一個比拔河值更加精確的天文學概念,就是希爾球半徑,當衛星軌道半徑接近希爾球半徑時,行星對衛星的控制力較弱,可認為拔河中處於劣勢。
雙行星和聯行星是非正式的天文學術語,用來描述一顆有著夠大衛星的行星,因而必須考慮那顆衛星是否也算是行星。一個非官方的定義需要考慮軌道的重力中心(質心)是否落在兩者的表面之外。正式的名稱是聯星系,相似的,也稱為雙小行星(或雙迷你行星)系統,像是安地歐普,和雙開普帶天體(KBO)系統,例如79360 1997CS29和1998 WW31。迄2009年,在太陽系中還沒有被官方認可的雙行星。歐洲太空總署曾經提議將地月系統視為雙行星。在2006年8月召開的國際天文聯合會會員大會也曾經選出冥王星和冥衛一(卡倫)系統是雙行星的一種型別。