我国学者与海外合作者在双星共有包层演化方面取得进展

时间：2022-07-26 10:25:03 来源：网络整理

图 (a)双星系统J1920轨道周期随着时间的变化；(b)利用J1920光谱中的Ca II H&K线测量共有包层的抛射速度；(c)双星在AGB通道中的演化轨迹；(d)双星系统J1920的示意图，其展示了一个双星系统正在抛射共有包层。

在国家自然科学基金项目（批准号：12090040、12090043、12125303）等资助下，中国科学院云南天文台韩占文院士领衔团队与海内外学者合作，首次发现了双星共有包层演化的直接证据。研究成果以“一个充满洛希瓣的热亚矮星+白矮星双星：可能探测到抛射的共有包层（A Roche Lobe-filling hot Subdwarf and White Dwarf Binary: possible detection of an ejected common envelope）”为题，于2022年7月7日发表在《皇家天文学会月刊》（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）上。论文链接：https://doi.org/10.1093/mnras/stac1768。

恒星中有一半左右是双星系统，可以解释恒星演化的绝大多数谜团，是推动恒星演化的基石。“双星共有包层演化”是理解双星相互作用的关键，被广泛用于解释热核爆炸超新星（宇宙标准烛光）和双黑洞、双中子星等引力波源的形成。但是，这一关键过程近半个世纪以来从未被观测证实，是双星演化理论缺失的重要一环。

韩占文院士团队和澳大利亚国立大学团队合作，通过分析澳大利亚2.3米宽视场望远镜和开普勒卫星等观测数据，发现了一个距离地球2.3万光年的双星系统J 1920。该双星系统包含一颗热亚矮星和一颗白矮星，且双星间的距离正在逐渐减小（图a）；同时，该双星系统周围有一个正在膨胀的壳层以约每秒200公里的速度离开双星（图b）。理论分析表明，这个正在膨胀的壳层是约1万年前被双星抛射的共有包层。J 1920中的热亚矮星的前身星可能是一个2.1太阳质量的恒星(图c)。

该工作是本领域一个里程碑式的发现，将开启人们通过天文观测精确刻画双星共有包层演化的研究（图d）。这对于理解双星演化、热核爆炸超新星、双黑洞形成等前沿科学具有重要意义。在此之前，人们只能大致唯象地描述共有包层这一过程，不能精确地数值模拟，也没有直接观测证据。2011年诺贝尔物理学奖获得者、澳大利亚国立大学校长布赖恩·施密特评价说：“这是一个非凡的发现”“证实了双星演化关键过程（共有包层演化）的存在”“为深入理解共有包层演化打开了新途径”。

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