中新網北京7月7日電 (記者 孫自法)被天文學家形象稱為宇宙中“雙黃蛋”的雙星系統，其“蛋清”即共有包層如何演化？這一已提出近半個世紀的天文學謎題，最近被中國和澳大利亞的天文學家攜手揭秘，他們合作發現一個剛剛完成共有包層拋射的雙星系統，被拋射的共有包層正以大約每秒200公里的速度離開雙星系統。
這是科學家首次通過觀測發現雙星共有包層演化這一關鍵過程的直接證據——被雙星拋向太空的膨脹的共有包層。這項重要發現將開啟學界通過天文觀測精確刻畫雙星共有包層演化過程研究，開辟天文學一個重要研究方向。
雙星系統物質交流示意圖。 中科院云南天文臺 供圖天文領域此項重大發現及研究成果由中國科學院云南天文臺韓占文院士團隊、澳大利亞國立大學克里斯·沃爾夫(Chris Wolf)團隊合作完成，北京時間7月7日凌晨，該成果論文在國際專業學術期刊英國《皇家天文學會月刊》(MNRAS)在線發表。
論文發表前夕，韓占文院士團隊在北京中科院國家天文臺舉行專題新聞發布會，科普解讀雙星系統演化最新成果。
雙星系統共有包層演化示意圖。 中科院云南天文臺 供圖論文共同作者、中科院云南天文臺副臺長陳雪飛研究員介紹說，天空中絕大多數發光的天體都是恒星，恒星中大約一半位于雙星系統，它們在引力的作用下相互繞轉。雙星演化會改變恒星既有的演化命運，解釋恒星世界的絕大部分謎團，會形成雙黑洞、雙中子星等在現代天文學研究中占有重要地位的天體。
她指出，雙星演化有一個至關重要的過程被稱為雙星共有包層演化：雙星中的一顆恒星由于物質損失劇烈膨脹，將另一顆恒星包裹在外包層內，形成一個共有包層。恒星的既有演化路徑被打斷，隨后的演化命運由共有包層演化過程決定，共有包層有可能被拋射，形成短周期雙星，或者兩顆恒星并合成一顆恒星。
中澳天文學家合作觀測到完成共有包層拋射的雙星系統的藝術想象圖。 喻京川 繪圖論文第一作者、中科院云南天文臺李江丹博士稱，合作團隊通過澳大利亞國立大學2.3米寬視場望遠鏡和開普勒衛星等觀測數據，在南半球發現一個距離地球2.3萬光年、編號J1920的密近(相互繞轉軌道周期相對較短)熱亞矮星雙星系統，該雙星之間的距離越來越近，它們的周圍有一個正在膨脹的殼層，以大約每秒200公里的速度離開雙星。
她說，這個膨脹的殼層被證明是大約1萬年前被J1920雙星系統拋射的共有包層。其雙星持續的軌道收縮表明，共有包層殘余物質和雙星的軌道運動摩擦會帶走軌道角動量，這是除磁滯效應、引力波輻射和質量損失之外的一種新的角動量損失機制。
雙星共有包層演化數值模擬。 中科院云南天文臺 供圖雙星共有包層演化過程由波蘭科學家玻丹·帕琴斯基(B. Paczynski)于1976年提出，近半個世紀以來一直沒有被真正觀測到。科學家們此前很難知道雙星共有包層演化階段真實發生了什么，因此也一直備受關注。
距離地球2.3萬光年、編號J1920的密近(相互繞轉軌道周期相對較短)熱亞矮星雙星系統示意圖。 中科院云南天文臺 供圖論文通訊作者韓占文院士表示，中澳天文學家這項雙星系統新發現的重要意義，在于把一個理論設想變成現實。科學家們不僅在觀測上首次看到雙星共有包層演化的證據，還可以通過觀測來精確刻畫這一關鍵過程。這是本領域一個里程碑的發現，在此之前，科學家們只能大致形象地描述該過程，不能精確數值模擬，也沒有直接觀測證據。(完)