宇宙中“雙黃蛋”的“蛋清”如何演化？天文學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)直接證據(jù)

　　中國(guó)科學(xué)院云南天文臺(tái)韓占文院士(右三)團(tuán)隊(duì)代表在發(fā)布會(huì)上合影。中新社記者 孫自法　攝

　　中新網(wǎng)北京7月7日電 (記者 孫自法)被天文學(xué)家形象稱為宇宙中“雙黃蛋”的雙星系統(tǒng)，其“蛋清”即共有包層如何演化?這一已提出近半個(gè)世紀(jì)的天文學(xué)謎題，最近被中國(guó)和澳大利亞的天文學(xué)家攜手揭秘，他們合作發(fā)現(xiàn)一個(gè)剛剛完成共有包層拋射的雙星系統(tǒng)，被拋射的共有包層正以大約每秒200公里的速度離開雙星系統(tǒng)。

　　這是科學(xué)家首次通過觀測(cè)發(fā)現(xiàn)雙星共有包層演化這一關(guān)鍵過程的直接證據(jù)——被雙星拋向太空的膨脹的共有包層。這項(xiàng)重要發(fā)現(xiàn)將開啟學(xué)界通過天文觀測(cè)精確刻畫雙星共有包層演化過程研究，開辟天文學(xué)一個(gè)重要研究方向。

雙星系統(tǒng)物質(zhì)交流示意圖。中科院云南天文臺(tái) 供圖

　　天文領(lǐng)域此項(xiàng)重大發(fā)現(xiàn)及研究成果由中國(guó)科學(xué)院云南天文臺(tái)韓占文院士團(tuán)隊(duì)、澳大利亞國(guó)立大學(xué)克里斯·沃爾夫(Chris Wolf)團(tuán)隊(duì)合作完成，北京時(shí)間7月7日凌晨，該成果論文在國(guó)際專業(yè)學(xué)術(shù)期刊英國(guó)《皇家天文學(xué)會(huì)月刊》(MNRAS)在線發(fā)表。

　　論文發(fā)表前夕，韓占文院士團(tuán)隊(duì)在北京中科院國(guó)家天文臺(tái)舉行專題新聞發(fā)布會(huì)，科普解讀雙星系統(tǒng)演化最新成果。

雙星系統(tǒng)共有包層演化示意圖。中科院云南天文臺(tái) 供圖

　　論文共同作者、中科院云南天文臺(tái)副臺(tái)長(zhǎng)陳雪飛研究員介紹說，天空中絕大多數(shù)發(fā)光的天體都是恒星，恒星中大約一半位于雙星系統(tǒng)，它們?cè)谝Φ淖饔孟孪嗷ダ@轉(zhuǎn)。雙星演化會(huì)改變恒星既有的演化命運(yùn)，解釋恒星世界的絕大部分謎團(tuán)，會(huì)形成雙黑洞、雙中子星等在現(xiàn)代天文學(xué)研究中占有重要地位的天體。

　　她指出，雙星演化有一個(gè)至關(guān)重要的過程被稱為雙星共有包層演化：雙星中的一顆恒星由于物質(zhì)損失劇烈膨脹，將另一顆恒星包裹在外包層內(nèi)，形成一個(gè)共有包層。恒星的既有演化路徑被打斷，隨后的演化命運(yùn)由共有包層演化過程決定，共有包層有可能被拋射，形成短周期雙星，或者兩顆恒星并合成一顆恒星。

中澳天文學(xué)家合作觀測(cè)到完成共有包層拋射的雙星系統(tǒng)的藝術(shù)想象圖。喻京川 繪圖

　　論文第一作者、中科院云南天文臺(tái)李江丹博士稱，合作團(tuán)隊(duì)通過澳大利亞國(guó)立大學(xué)2.3米寬視場(chǎng)望遠(yuǎn)鏡和開普勒衛(wèi)星等觀測(cè)數(shù)據(jù)，在南半球發(fā)現(xiàn)一個(gè)距離地球2.3萬光年、編號(hào)J1920的密近(相互繞轉(zhuǎn)軌道周期相對(duì)較短)熱亞矮星雙星系統(tǒng)，該雙星之間的距離越來越近，它們的周圍有一個(gè)正在膨脹的殼層，以大約每秒200公里的速度離開雙星。

　　她說，這個(gè)膨脹的殼層被證明是大約1萬年前被J1920雙星系統(tǒng)拋射的共有包層。其雙星持續(xù)的軌道收縮表明，共有包層殘余物質(zhì)和雙星的軌道運(yùn)動(dòng)摩擦?xí)ё哕壍澜莿?dòng)量，這是除磁滯效應(yīng)、引力波輻射和質(zhì)量損失之外的一種新的角動(dòng)量損失機(jī)制。

雙星共有包層演化數(shù)值模擬。中科院云南天文臺(tái) 供圖

　　雙星共有包層演化過程由波蘭科學(xué)家玻丹·帕琴斯基(B. Paczynski)于1976年提出，近半個(gè)世紀(jì)以來一直沒有被真正觀測(cè)到?？茖W(xué)家們此前很難知道雙星共有包層演化階段真實(shí)發(fā)生了什么，因此也一直備受關(guān)注。

　　距離地球2.3萬光年、編號(hào)J1920的密近(相互繞轉(zhuǎn)軌道周期相對(duì)較短)熱亞矮星雙星系統(tǒng)示意圖。中科院云南天文臺(tái) 供圖

　　論文通訊作者韓占文院士表示，中澳天文學(xué)家這項(xiàng)雙星系統(tǒng)新發(fā)現(xiàn)的重要意義，在于把一個(gè)理論設(shè)想變成現(xiàn)實(shí)。科學(xué)家們不僅在觀測(cè)上首次看到雙星共有包層演化的證據(jù)，還可以通過觀測(cè)來精確刻畫這一關(guān)鍵過程。這是本領(lǐng)域一個(gè)里程碑的發(fā)現(xiàn)，在此之前，科學(xué)家們只能大致形象地描述該過程，不能精確數(shù)值模擬，也沒有直接觀測(cè)證據(jù)。(完)