星空有約｜探秘雙星演化 科學家首次發現共有包層演化直接證據
星空有約｜探秘雙星演化 科學家首次發現共有包層演化直接證據
科學家觀測到雙星拋向太空的膨脹的共有包層（藝術圖）。（中科院云南天文臺供圖）
在宇宙中，約有一半的恒星以雙星系統形式存在。現代天文學理論中，雙黑洞、雙中子星、雙白矮星等重要天體的形成都是雙星共有包層演化的結果。然而，自雙星共有包層演化過程提出近半個世紀以來，共有包層此前從未被觀測到。
日前，中國科學院云南天文臺韓占文院士研究團隊和澳大利亞國立大學研究團隊合作，首次“看到”了被雙星拋向太空的膨脹的共有包層，在觀測上發現了雙星共有包層演化過程的直接證據。相關成果7日在英國《皇家天文學會月刊》在線發表。
雙星共有包層演化示意圖。（中科院云南天文臺供圖）
雙星系統中，兩顆恒星在引力的作用下相互繞轉。雙星共有包層演化是雙星演化中一個至關重要的過程，在這個過程里，雙星中的一顆恒星由于物質損失劇烈膨脹，將另一顆恒星包裹在外包層內，形成一個共有包層。
“處于這一階段的雙星系統就像一個‘雙黃蛋’，雙星是兩個‘蛋黃’，共有包層是‘蛋清’。”韓占文說，共有包層演化將決定雙星演化的結局，兩顆恒星在共有包層作用下并合成一顆恒星；或者共有包層被拋射出去，兩顆恒星形成短周期雙星。
雙星共有包層演化數值模擬。（中科院云南天文臺供圖）
此項研究中，研究團隊通過開普勒衛星和澳大利亞國立大學2.3米寬視場望遠鏡等的觀測數據，發現了一個距離我們23000光年的密近熱亞矮星雙星J1920，兩顆星之間的距離越來越近，它們的周圍有一個正在膨脹的殼層，以大約每秒200公里的速度離開雙星。這個膨脹的殼層被證明是大約1萬年前被雙星拋射的共有包層。
此外，雙星持續的軌道收縮表明，共有包層殘余物質和雙星的軌道運動摩擦會帶走軌道角動量，這是除了磁滯效應、引力波輻射和質量損失之外的一種新的角動量損失機制。
J1920示意圖。（中科院云南天文臺供圖）
“這一發現的重要意義，在于把一個理論設想變成了現實。科學家們不僅在觀測上首次看到了雙星共有包層演化的證據，還可以通過觀測來精確刻畫這一關鍵過程。”韓占文說。
統籌：陳芳、劉心惠
記者：張泉
編輯：連長燕
星空工作室出品
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