中澳天文学家首次发现双星“共有包层”证据

中国科学院院士、中国科学院云南天文台研究员韩占文领导的团队和澳大利亚国立大学克里斯·沃尔夫（Chris Wolf）领导的星图家（SkyMapper）团队，首次发现了双星存在“共有包层”的直接证据。

该成果艺术图（北京天文馆供图，喻京川绘）

国家天文台研究员赵刚评价道：“这项原创性工作开辟了一个新的研究方向，使我们在不久的将来对致密天体双星的形成和演化研究以及还原其早期物理性质和状态成为可能。”

双星演化会改变恒星既有的演化命运，在之后的“星生”里，双星会形成双黑洞、双中子星等在现代天文学研究中占有重要地位的天体。早在1976年，波兰裔美国科学家玻丹·帕琴斯基（B. Paczynski）提出理论预言，双星存在“共有包层”的演化过程，这一过程将深刻影响双星命运的结局。然而，近半个世纪以来，一直没有科学家真正观测到共有包层的存在。

韩占文解释：“双星中的一颗恒星由于物质损失剧烈膨胀，将另一颗恒星包裹在外包层内，形成共有包层。此时，整个双星系统看起来就像是一个双黄蛋，两颗蛋黄是恒星本身，蛋清则是共有包层。”

为找到共有包层真实存在的证据，中澳两国科学家通过澳大利亚国立大学2.3米宽视场望远镜和开普勒卫星等在南半球发现了一颗距离我们23000光年的热亚矮星双星J1920。

论文第一作者、云南天文台博士李江丹介绍，科研人员利用观测数据先后进行了测光和光谱观测，得到了这颗双星的相关参数。分析结果发现，两颗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200公里的速度离开双星。

“一系列的分析，既利用了许多现有巡天数据，也提出了自己的光谱观测需求，依次递进、逻辑连贯、环环相扣。”赵刚表示，“这一过程充分体现出天文学家的科学思想。”

澳大利亚国立大学校长、2011诺贝尔物理学奖获得者布莱恩·施密特（Brian Schmidt）在评价该成果时表示：“该重大发现为深入理解共有包层演化打开了新途径。我衷心祝愿中国天文的未来越来越好，保持卓有成效的国际合作。”

科学家们期待，未来能够利用已有的郭守敬望远镜（LAMOST）低分辨率光谱数据、正在开展的时域中分辨率光谱观测以及尚未立项的我国大口径天文光学望远镜，共同发力，为解开更多恒星之谜作出贡献。

论文信息：https://doi.org/10.1093/mnras/stac1768