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中外天文学家热评宇宙“双黄蛋”演化证据:开辟双星研究新途径

发布于:2022-07-07 作者:jason 阅读:76

双星共有包层演化数值模拟。 中科院云南天文台 供图

中新网北京7月7日电 (记者 孙自法)“这项观测研究,是一项从0到1的原创性工作”“该工作是一个重大发现”“李江丹等人的发现对理解双星演化非常重要”“该重大发现为深入理解共有包层演化打开了新途径”……

中国科学院云南天文台韩占文院士团队和澳大利亚国立大学克里斯·沃尔夫(Chris Wolf)团队合作,在世界上首次通过观测发现双星共有包层演化关键过程的直接证据,这一被形象称为实证宇宙“双黄蛋”抛射“蛋清”的重要天文成果论文,北京时间7月7日凌晨在国际专业学术期刊英国《皇家天文学会月刊》在线发表,引发中外天文学界同行广泛关注与热评。

双星系统物质交流示意图。 中科院云南天文台 供图

中科院国家天文台赵刚研究员表示,中澳天文合作重要发现成果的一系列分析,既利用许多现有巡天数据,也提出其光谱观测需求,这项观测研究的更大意义,不仅限于看到了一个正在膨胀的被证明来自双星抛射的共有包层,还是一项从0到1的原创性工作,更是开辟了研究这一关键过程的新途径,使天文学家在不久的将来对致密天体双星的形成和演化还原其早期物理性质与状态成为可能。

英国牛津大学教授菲利普·波西亚德洛夫斯基(Philipp Podsiadlowski)认为,该工作是一个重大发现,其特别之处在于同时看到一个双星系统和大约10万年前向外抛射的共有包层。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,也可以定量检验共有包层演化过程,将大力促进相关理论发展。

双星系统共有包层演化示意图。 中科院云南天文台 供图

他说:“该工作是通过中澳两国天文学家的一个紧密合作实现的,在目前国际形势下仍可以看到如此重要、紧密的科研合作,我感到非常高兴”。

新南威尔士大学堪培拉分校高级讲师阿什利·鲁伊特(Ashley Ruiter)指出,论文作者们发现了一个含有一颗低质量白矮星和一颗热亚矮星的特殊双星系统。目前,热亚矮星正在向其白矮星伴星转移物质,尽管这样的双星系统被双星演化模型所预言,但此前一直未被观测到。

距离地球2.3万光年、编号J1920的密近(相互绕转轨道周期相对较短)热亚矮星双星系统示意图。 中科院云南天文台 供图

她认为,中科院云南天文台李江丹博士(论文之一作者)等人的发现对理解双星演化非常重要,可以帮助科学家理解不同暂现源的起源问题。该双星系统两颗星会靠的很近(即短轨道周期),将会是暂现源深度巡天项目重要目标,希望在未来几年中,可以看到更多这样的双星系统。

“热烈祝贺双星演化共有包层的发现,能看到澳中天文学家这么卓有成效的合作太棒了。”2011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(Brian Schmidt)表示,大约25年前,他们团队通过Ia型超新星(热核爆炸超新星)测距发现宇宙在加速膨胀,从而推出暗能量的存在。当前,世界各国科学家们都在一起努力提高超新星测距精度,从而更好理解宇宙加速膨胀、暗能量,实现这样的科学目标就需要更好理解Ia型超新星,Ia型超新星来自于双星演化,而共有包层是理解双星演化的关键。

中科院云南天文台韩占文院士(右三)及其团队代表在发布会上合影。 中新社记者 孙自法 摄

他指出,1976年以来,共有包层作为一个假设模型被用来解释双黑洞、双中子星和双白矮星等致密双星系统的形成,但共有包层演化此前从未被观测直接证实。因此,最新发表的这项重大发现,为深入理解共有包层演化打开了新途径。

布莱恩·施密特多次到访中国并见证中国天文学飞速发展,他很高兴看到澳中天文学家的合作可以获得如此令人激动的成果,“我衷心祝愿中国天文的未来越来越好,并保持卓有成效的国际合作”。

中科院国家天文台赵刚研究员在发布会上点评成果。 中新社记者 孙自法 摄

赵刚研究员指出,中国郭守敬望远镜(大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜,英文缩写LAMOST)的低分辨率光谱数据和正在开展的多历元中分辨率光谱观测,为发现更多共有包层双星系统天体提供了广阔的前景,但仅仅依靠LAMOST巡天数据远远不够,还需要多历元测光观测配合,也需要较大口径精测望远镜的中高分辨率光谱后随观测,特别是10米级光学红外通用望远镜的光谱观测。目前,中国在大口径精测望远镜方面缺失重要一环,需要天文界共同努力补上。未来更多新的双星系统演化样本发现,必将使天文学家对双星演化特别是演化晚期的双星性质有更为深刻和全面的理解。

他说,韩占文研究团队过去几十年一直以理论研究见长,近年来正向理论与观测相结合方向全面发展。他们拟承担的依托LAMOST的建制化研究课题,必将从开辟一个新的双星领域重要研究方向,走向引领这个方向在国际上蓬勃发展。(完)

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