中澳天文学家首次发现双星共有包层演化直接证据

中澳天文学家首次发现双星共有包层演化直接证据 2022-07-07 11:38:52来源:中央广电总台国际在线编辑:张馨叶

国际在线报道(记者 李琳)北京时间7月7日,国际科学期刊《英国皇家天文学会月刊》(MNRAS)在线发布了中澳科学家联合完成的一项重要科学发现。中澳科学家团队首次在观测上发现双星共有包层演化过程的直接证据。这一重要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这一重要过程的研究。

天空中绝大多数发光的天体都是恒星,恒星中大约一半位于双星系统,它们在引力的作用下相互绕转。双星演化会改变恒星既有的演化命运,解释了恒星世界的绝大部分谜团,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。

中国科学院云南天文台韩占文院士介绍,在双星演化中,有一个至关重要的过程,被称为双星共有包层演化。1976年,波兰裔美国科学家玻丹 帕琴斯基就提出双星共有包层演化过程,但近半个世纪以来一直没有被真正观测到。 双星演化里面一个最关键的过程就是一个共有包层演化过程,就像一个双黄蛋,有两个蛋黄,有蛋清,两个蛋黄在蛋清里面转,最后把蛋清抛出去的一个过程,而这个过程以前在理论上已经提出来,但是一直没观测到。

具体来说,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,形成一个共有包层。恒星的既有演化路径被打断,随后的演化命运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,或者两颗恒星并合成一颗恒星。

中国科学院云南天文台韩占文院士领导的团队和澳大利亚国立大学克里斯 沃尔夫(Chris Wolf) 领导的团队,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观测数据,在南半球发现了一颗刚刚完成共有包层抛射的双星。韩占文院士介绍: 其中是一个白矮星,大概的大小和我们地球差不多,温度有4万度,另外一个是热亚矮星,大小是我们地球的10倍,温度大约也在4万度左右,它们相互绕转,他们外面有个包层在向外跑,跑的速度大概是每秒钟200公里。

韩占文院士表示,这一发现的重要意义,在于把一个理论设想变成了现实。科学家们不仅在观测上首次看到了双星共有包层演化的证据,还可以通过观测来精确刻画这一关键过程。 因为这个过程找到了,我们就可以去描述它,描述清楚以后,宇宙学测量距离就可以测得更准;测的越准,我们就可以理解暗能量、引力波,理解宇宙的好多性质。比如说引力波,我们现在用理论预测,不同人预测数量能差100倍,描述清楚以后,误差能够缩小到10倍或者几倍;比如说暗能量,我们要想测暗能量,我们需要一把量天的尺子,这个尺子现在刻度太大,不准,我们需要把它刻度变小,让它做到更精确。

这一最新发现也受到国际学界的广泛关注。英国牛津大学教授 菲利普 波齐亚德洛夫斯基表示: 该发现不仅证实了双星系统中如何吞并伴星,彼此旋进,最终抛射共有包层的过程;同时,也可以定量地检验共有包层演化过程,大力促进相关理论的发展。我还要特别指出的是,该发现是通过中澳两国天文学家的紧密合作实现的。在目前国际局势如此紧张的情况下,他们仍然可以在和谐的科学合作氛围中保持非常密切的关系。

据韩占文院士透露,后续将利用我国郭守敬望远镜和 天眼 望远镜,对更多的双星进行 普查 ,进一步找齐双星演化过程的证据链。

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