天文学家首次观测到宇宙“双黄蛋”“蛋清”被抛射

科技日报记者 陆成宽
7日，英国《皇家天文学会月刊》在线发表一项关于双星演化的最新研究成果。中澳天文学家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约每秒200千米的速度离开双星系统。这是天文学家首次在观测上发现双星共有包层演化过程的直接证据。
“如果把双星共有包层比作一个‘双黄蛋’，那么两颗恒星是‘蛋黄’，共有包层就是‘蛋清’。我们看到了‘双黄蛋’的‘蛋清’正被抛向太空。”中科院院士、中科院云南天文台研究员韩占文形象地比喻道。
宇宙中绝大多数发光的天体都是恒星。约一半的恒星处于双星系统之中，在引力作用下相互绕转。双星演化既能改变恒星既有的演化命运，解释恒星世界的绝大部分谜团，又可以形成双黑洞、双中子星等天体。
成果艺术图。喻京川绘
所谓双星共有包层演化，是指双星中的一颗恒星由于物质损失剧烈膨胀，其外层将另一颗恒星包裹，形成一个共有包层的过程。“双星共有包层演化是双星演化的一个至关重要的过程。”韩占文强调。
处于共有包层中的恒星，其既有演化路径被打断，随后的演化命运将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，或两颗恒星并合成一颗恒星。
早在1976年，天文学家就提出了双星共有包层演化过程理论。“但近半个世纪以来，这个共有包层一直没有被观测到，使得人们很难知道这一演化阶段真实发生了什么。”韩占文说。
基于澳大利亚国立大学2.3米宽视场望远镜和开普勒卫星等观测数据，研究人员在南半球发现了一个距离我们23000光年的双星系统，两颗星之间的距离越来越近，它们周围有一个正在膨胀的壳层，以大约每秒200千米的速度离开双星。这个膨胀的壳层被证明是大约1万年前被双星抛射的共有包层。
“这一发现把一个理论设想变成了现实。天文学家不仅在观测上首次看到了双星共有包层演化的证据，而且还可以通过观测来精确刻画这一关键过程。”韩占文说，这是本领域的一个里程碑发现，在此之前，科学家们只能大致形象地描述这一过程，并没有直接观测证据。
对此，诺贝尔物理学奖得主、澳大利亚国立大学校长布莱恩•施密特评论道，该重大发现为深入理解共有包层演化打开了新途径。
（文中图片由受访者提供）