天文学家发现双星系统以45万英里/小时的速度喷射出共有包层

2022年07月15日 08:03 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

一个天文学家小组共同发现了一个以每秒约200公里(每小时45万英里)的速度喷出共有包层的双星系统。这些研究人员由中国科学院云南天文台的韩占文教授和澳大利亚国立大学的Chris Wolf教授领导。

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这是天文学家第一次观察到共有包层演化的直接证据,这是双星演化的一个关键过程。这一重大发现为通过观测准确描述双星的共有包层演化提供了一种方法。

这项研究于2022年7月7日发表在英国《皇家天文学会月刊》(MNRAS)上。

恒星构成了宇宙中大部分的发光天体。据信,所有恒星中有一半以上是双星系统的一部分。双星系统中的两颗恒星由于其引力的吸引而围绕对方运行。

恒星天体的命运在很大程度上受到双星系统演变的影响。它经常被引用来解释天文学和天体物理学中的大多数谜团,如不寻常的恒星天体的形成,包括Ia型超新星、双黑洞和双中子星等等。

共有包层演化是双星演化的关键过程之一。在这个过程中,双星系统的供体星由于质量损失而急剧膨胀,从而导致两颗恒星相互螺旋上升,形成一个共有包层。这个过程决定了双星系统的后续演变。如果共有包层被成功喷出,预计将形成一个轨道周期较短的双星系统。否则,共有包层内的两颗恒星将合并成一个天体。

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1976年,科学家玻丹·帕琴斯基(B. Paczynski)首次提出了共同包络体的假设。然而,在这之前,人们从未观测到双星共有包层演化过程。因此,科学家们很难清楚在双星演化的共有包层阶段到底发生了什么。

基于澳大利亚国立大学2.3米宽视场望远镜和开普勒太空望远镜的观测,中国和澳大利亚科学家们共同发现了一个由热亚矮星和白矮星组成的双星系统,命名为J 1920。在这个双星系统中,两颗恒星围绕对方运行,轨道周期约为3.5小时,而且越来越近。

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此外,科学家们还发现,这个双星系统被一个以每秒约200公里(每小时45万英里)的速度移动的膨胀壳层所包围。这个膨胀的壳层被进一步证实是大约1万年前从该双星系统中喷射出来的一个普通包层。在J 1920双星系统中观察到的连续的轨道收缩表明,由包层中两颗恒星的轨道运动引起的摩擦可以严重地耗散轨道角动量。这是除了磁滞效应、引力波辐射和质量损失之外的一种新的角动量损失机制。

这一重要发现的意义在于,它将一个理论上的想法变成了现实。科学家们不仅观测到了共有包层演化的第一个证据,而且还通过观测准确地描述了双星的共有包层演化的特点。

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