中澳天文學家首次發現雙星“共有包層”證據

原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/7/482259.shtm

恒星是我們理解宇宙的一把鑰匙。和距離我們最近的恒星太陽不同的是，天空中大多數恒星都有自己的伴侶，結伴完成演化過程。

7月7日，英國《皇家天文學會月刊》（MNRAS）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、中國科學院云南天文臺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（Chris Wolf）領導的星圖家（SkyMapper）團隊，首次發現了雙星存在“共有包層”的直接證據。

該成果藝術圖（北京天文館供圖，喻京川繪）

國家天文臺研究員趙剛評價道：“這項原創性工作開辟了一個新的研究方向，使我們在不久的將來對致密天體雙星的形成和演化研究以及還原其早期物理性質和狀態成為可能。”

雙星演化會改變恒星既有的演化命運，在之后的“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（B. Paczynski）提出理論預言，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：“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，兩顆蛋黃是恒星本身，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米寬視場望遠鏡和開普勒衛星等在南半球發現了一顆距離我們23000光年的熱亞矮星雙星J1920。

論文第一作者、云南天文臺博士李江丹介紹，科研人員利用觀測數據先后進行了測光和光譜觀測，得到了這顆雙星的相關參數。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。”

澳大利亞國立大學校長、2011諾貝爾物理學獎獲得者布萊恩·施密特（Brian Schmidt）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。我衷心祝愿中國天文的未來越來越好，保持卓有成效的國際合作。”

科學家們期待，未來能夠利用已有的郭守敬望遠鏡（LAMOST）低分辨率光譜數據、正在開展的時域中分辨率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，為解開更多恒星之謎作出貢獻。