雙星存在「共有包層」藝術圖 喻京川繪 國家天文台供圖
本報訊（記者甘曉）恆星是我們打開宇宙大門的一把鑰匙。與距離地球最近的恆星——太陽不同的是，太空中大多數恆星都會在其一生的某個階段擁有自己的「伴侶」，一起組成「雙星系統」，結伴完成後續演化過程。
7月7日，英國《皇家天文學會月刊》在線發布了中澳科學家聯合完成的一項科學發現。中國科學院院士、中國科學院雲南天文台研究員韓占文領導的團隊和澳大利亞國立大學克里斯·沃爾夫領導的星圖家團隊，首次發現了雙星存在「共有包層」的直接證據。
國家天文台研究員趙剛評價道，「這項原創性工作開闢了一個新的研究方向，使我們在不久的將來還原緻密天體雙星的形成和演化的早期物理性質與狀態成為可能。」
雙星演化會改變恆星既有的演化命運，在之後的「星生」里，雙星會形成雙黑洞、雙中子星等在現代天文學研究中占有重要地位的天體。早在1976年，波蘭裔美國科學家玻丹·帕琴斯基就提出理論預言，指出雙星存在共有包層的演化過程，這一過程將深刻影響雙星命運的結局。然而，近半個世紀以來，一直沒有科學家真正觀測到共有包層的存在。
韓占文解釋說，「雙星中的一顆恆星由於物質損失劇烈膨脹，從而將另一顆恆星包裹在外包層內，形成共有包層。此時，整個雙星系統看起來就像是一個雙黃蛋，兩顆蛋黃是恆星本身，蛋清則是共有包層。」
為找到共有包層真實存在的證據，中澳兩國科學家通過澳大利亞國立大學2.3米寬視場望遠鏡和克卜勒衛星等，在南半球發現了距離地球2.3萬光年的熱亞矮星雙星J1920。
論文第一作者、雲南天文台博士李江丹介紹，科研人員利用觀測數據先後進行了光變曲線和光譜觀測，得到了該雙星的相關參數。分析結果發現，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。
「一系列的分析，既利用了許多現有巡天數據，也提出了自己的光譜觀測需求，依次遞進、邏輯連貫、環環相扣。」趙剛表示，「這一過程充分體現出天文學家的科學思想。」
相關數據還表明，該雙星已經處於生命晚期，即使蓋上「棉被」也最終將演化為冷冰冰的白矮星雙星。
澳大利亞國立大學校長、2011年諾貝爾物理學獎獲得者布萊恩·施密特在評價該成果時表示，該重大發現為深入理解共有包層演化打開了新途徑。「我衷心祝願中國天文的未來越來越好，保持卓有成效的國際合作。」他說。
科學家期待，未來利用已有的郭守敬望遠鏡低解析度光譜數據、正在開展的時域中解析度光譜觀測以及尚未立項的我國大口徑天文光學望遠鏡，共同發力，解開更多恆星之謎。
相關論文信息：
https://academic.oup.com/mnras/articlelookup/doi/10.1093/mnras/stac1768
《中國科學報》 (2022-07-07 第1版 要聞)
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