探双星共有包层演化

2022-09-20 2017 沈德潜 澳门日报

 被天文学家形象称为宇宙中“双黄蛋”的双星系统,其“蛋清”即共有包层如何演化?这一已提出近半个世纪的天文学谜题,最近被中国和澳大利亚的天文学家揭秘,他们合作发现一个刚刚完成共有包层抛射的双星系统,被抛射的共有包层正以大约每秒二百公里的速度离开双星系统。

 这是科学家首次通过观测发现双星共有包层演化这一关键过程的直接证据——被双星抛向太空的膨胀的共有包层。这项重要发现将开启学界通过天文观测精确刻画双星共有包层演化过程研究,开闢天文学一个重要研究方向。天文领域此项重大发现及研究成果由中国科学院云南天文台韩佔文院士团队、澳大利亚国立大学克里斯 · 沃尔夫团队合作完成。

 双星共有包层演化过程由波兰科学家玻丹 · 帕琴斯基于一九七六年提出,近半个世纪以来一直没有被真正观测到。科学家们此前很难知道双星共有包层演化阶段真实发生了甚么,因此也一直备受关注。中科院云南天文台副台长陈雪飞研究员介绍称,天空中绝大多数发光的天体都是恆星,恆星中大约一半位于双星系统,它们在引力的作用下相互绕转。双星演化会改变恆星既有的演化命运,解释恆星世界的绝大部分谜团,会形成双黑洞、双中子星等在现代天文学研究中佔有重要地位的天体。

 陈雪飞指出,双星演化有一个至关重要的过程被称为双星共有包层演化:双星中的一颗恆星由于物质损失剧烈膨胀,将另一颗恆星包裹在外包层内,形成一个共有包层。恆星的既有演化路径被打断,随后的演化命运由共有包层演化过程决定,共有包层有可能被抛射,形成短周期双星,或者两颗恆星并合成一颗恆星。

 中科院云南天文台李江丹博士称,合作团队通过澳大利亚国立大学二点三米宽视场望远镜和开普勒卫星等观测数据,在南半球发现一个距离地球二点三万光年、编号J1920的密近(相互绕转轨道周期相对较短)热亚矮星双星系统,该双星之间的距离越来越近,它们的周围有一个正在膨胀的壳层,以大约每秒二百公里的速度离开双星。她说,这个膨胀的壳层被证明是大约一万年前被J1920双星系统抛射的共有包层。其双星持续的轨道收缩表明,共有包层残余物质和双星的轨道运动摩擦会带走轨道角动量,这是除磁滞效应、引力波辐射和质量损失之外的一种新的角动量损失机制。

 美 子

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