這張來自ALMA望遠鏡的圖像顯示了恒星系統HD101584和圍繞雙星系統的復雜氣體云 。這是一對恒星在最后時刻共享一個共同外層的結果 。來源：ALMA（ESO/NAOJ/NRAO） ， Olofsson等人/Robert Cumming
據多倫多大學：多倫多大學的天文學家在年輕的星團中發現了第一對白矮星和主序星——“死”的殘骸和“活”的恒星 。在《天體物理學雜志》發表的一項新研究中，這一突破為恒星演化的極端階段提供了新的見解，這也是天體物理學中最大的謎團之一 。
科學家們現在可以開始彌合雙星系統最早和最后階段之間的差距——兩顆圍繞共同重心運行的恒星——以進一步了解恒星是如何形成的，星系是如何演化的，以及元素周期表上的大多數元素是如何產生的 。這一發現也有助于解釋超新星爆炸和引力波等宇宙事件，因為含有一顆或多顆致密死恒星的雙星被認為是這種現象的起源 。
大多數恒星存在于雙星系統中 。事實上，幾乎一半與太陽相似的恒星至少有一顆伴星 。這些成對的恒星通常大小不同，其中一顆恒星的質量通常比另一顆大 。盡管人們可能會傾向于假設這些恒星以相同的速度演化，但質量較大的恒星往往壽命較短，并且比質量較低的恒星更快地經歷恒星演化階段 。
在恒星接近其生命末期的階段，它將在我們所說的紅巨星或漸近巨星分支階段膨脹到其原始大小的數百或數千倍 。在緊密的雙星系統中 ， 這種膨脹是如此劇烈，以至于垂死恒星的外層有時會完全吞噬它的伴星 。天文學家將此稱為共同的包絡相位 ， 因為兩顆恒星都被包裹在相同的物質中 。
共同包絡相位仍然是天體物理學中最大的謎團之一 。科學家們一直在努力了解恒星在這個關鍵時期螺旋式地聚集在一起是如何影響恒星隨后的演化的 。這項新研究可能會解開這個謎團 。
恒星死亡后留下的殘骸是被稱為白矮星的致密物體 。找到這些包含“死”恒星殘骸和“活”恒星（也稱為白矮星主序星雙星）的后共同包絡系統，為研究恒星演化的這一極端階段提供了一種獨特的方法 。
“雙星在我們的宇宙中起著巨大的作用，”主要作者、多倫多大學大衛·a·鄧拉普天文學與天體物理學系的研究生Steffani Grondin說 。“這一觀測樣本標志著我們追蹤雙星完整生命周期的關鍵第一步，并有望限制恒星演化中最神秘的階段 。”
研究人員使用機器學習來分析來自三個主要來源的數據：歐洲航天局的蓋亞任務——一臺研究了銀河系中超過10億顆恒星的太空望遠鏡——以及2MASS和Pan-STARRS1調查的觀測結果 。這個組合數據集使團隊能夠在具有與已知白矮星主序列對相似特征的星團中搜索新的雙星 。
盡管這些類型的二元系統應該很常見，但它們很難找到，在這項研究之前，只有兩個候選者在集群中得到證實 。這項研究有可能將38個星團中的雙星數量增加到52個 。
由于這些星團中的恒星被認為是同時形成的，因此在疏散星團中找到這些雙星可以讓天文學家限制系統的年齡，并追蹤它們從共同包絡條件之前到共同包絡后階段觀測到的雙星的完整演化 。
“機器學習的使用幫助我們識別了這些獨特系統的清晰特征，而這些特征是我們僅靠幾個數據點無法輕易識別的，”合著者、多倫多大學David a.Dunlap天文學與天體物理學系和統計科學系的教授Joshua Speagle說 。“它還使我們能夠在數百個星團中自動搜索，如果我們試圖手動識別這些系統，這項任務是不可能的 。”
“它確實指出了我們的宇宙中有多少東西隱藏在顯而易見的地方 ， 仍在等待被發現 ， ”合著者、多倫多大學大衛·a·鄧拉普天文學與天體物理學系教授瑪麗亞·德魯特說 。“雖然有很多這類二元系的例子，但很少有人有充分繪制其進化歷史所需的年齡限制 。雖然還有大量工作要證實和充分描述這些系統，但這些結果將對天體物理學的多個領域產生影響 。”
包含致密物體的雙星系統也是被稱為Ia型超新星的極端恒星爆炸的前身，這種合并會導致引力波，引力波是時空中的漣漪 ， 可以通過激光干涉儀引力波天文臺（LIGO）等儀器檢測到 。隨著該團隊使用雙子座、凱克和麥哲倫望遠鏡的數據來確認和測量這些雙星的特性，這個目錄最終將揭示我們宇宙中許多難以捉摸的瞬態現象 。

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