密近雙星是天文學(xué)名詞。凡一子星影響另一子星演化的物理雙星都可稱為密近雙星。實際上,人們常把分光雙星和測光雙星(后者包括食雙星)統(tǒng)稱為密近雙星。
簡介
肉眼可見的五車二、角宿一、大陵五、漸臺二都是密近雙星。密近雙星是恒星世界中普遍存在的一種天體,有的可以提供可靠的物理參量;有的可以提供重要的恒星演化線索;有的可以通過兩子星相互作用的各種表現(xiàn),為研究恒星高低層大氣結(jié)構(gòu)、恒星內(nèi)部密度分布、星周物質(zhì)的特性、星風(fēng)、吸積過程、質(zhì)量交流等提供良好的機會。密近雙星中出現(xiàn)的脈動變星、爆發(fā)變星、 X射線源、射電源、白矮星、中子星(脈沖星)、B型發(fā)射星、A型特殊星、巨星、超巨星等,可為研究這類天體提供有利條件;聚星、星協(xié)、星團、行星狀星云和河外星系中出現(xiàn)的密近雙星,可以和這些天體系統(tǒng)的研究聯(lián)系起來。
分類
食雙星早在幾十年前已按光變曲線形狀分為三大類,即大陵五型,漸臺二型和大熊座W型。分光雙星中只測到一子星譜線的稱為單譜分光雙星,測得兩子星譜線的叫雙譜分光雙星。隨著儀器技術(shù)的進展,對一些單譜分光雙星,也逐漸測到了雙譜。如獵戶座“四邊形”中的食雙星BM測定為雙譜,解決了恒星早期演化黑洞問題;又如測定大陵五為雙譜,大大提高了基本參量精度。根據(jù)理論分析,科帕爾在二十世紀(jì)五十年代提出把密近雙星分成不相接雙星(兩子星都未充滿其臨界等位面,簡稱臨等面)、半相接雙星(只一子星充滿其臨等面)和相接雙星(兩子星都充滿臨等面)三種,現(xiàn)在這種分類法已被廣泛采用,成為研究密近雙星的重要基礎(chǔ)。
研究
密近雙星中一子星充滿其臨等面時,它的物質(zhì)應(yīng)大規(guī)模地流向另一子星(如后者未充滿其臨等面),發(fā)生質(zhì)量轉(zhuǎn)移(更廣義地說,叫質(zhì)量交流),這對于密近雙星的演化發(fā)生巨大影響。德意志聯(lián)邦共和國的基彭哈恩與魏格特,波蘭的玻丹·帕琴斯基,捷克斯洛伐克的普拉維茨等在六十年代后期對密近雙星的質(zhì)量交流演化作了開創(chuàng)性的理論研究。如果兩顆主序星組成的不相接雙星中的一顆子星質(zhì)量較大,則當(dāng)這一子星演化到充滿其臨等面時(即開始作質(zhì)量轉(zhuǎn)移時),就會至少出現(xiàn)下列三種情況:它的中心氫仍在起核反應(yīng);或者其中心氫已“燃燒”完而中心氦尚未開始“燃燒”;或中心氦已“燃燒”完而碳尚未開始“燃燒”。這三種情況分別稱為密近雙星質(zhì)量交流演化的甲種情況、乙種情況和丙種情況。從這些基本概念出發(fā),天文學(xué)家在七十年代對多種形式的密近雙星作了大量的理論計算。例如,在解釋大陵五型食雙星的“演化怪象”(即質(zhì)量較小的子星看來演化得反而更快),解釋“謎星”漸臺二的基本參量,解釋某些B型發(fā)射星雙星,模擬某些X射線雙星和射電脈沖星雙星的演化史等工作中,都取得了令人鼓舞的成績。不過,為了更好地說明實測現(xiàn)象,需要打破早先理論工作中的一系列簡化假設(shè)的限制,例如計及子星的非球狀、軌道的偏心率、總質(zhì)量和總角動量的不守恒,計及星風(fēng)和輻射壓、自轉(zhuǎn)和磁場、子星發(fā)生超新星爆發(fā)時的不對稱性等等。密近雙星演化的研究顯然是一項艱巨而富有意義的工作。
理論方面? 理論方面的重要任務(wù)是用密近雙星的質(zhì)量交流和質(zhì)量流失的概念來解釋某些食雙星的變光周期的變化,解釋某些食雙星的氣環(huán)的形成和變化以及許多包含矮新星、再發(fā)新星、新星的密近雙星的爆發(fā)和射電雙星現(xiàn)象等等。不少人已經(jīng)不用質(zhì)點力學(xué)而用流體力學(xué)的方法來處理密近雙星中的物質(zhì)交流問題。吸積盤的物理問題受到很多人的重視,應(yīng)用來研究爆發(fā)雙星和X射線雙星進展很大。因引力波而改變密近雙星軌道周期的問題也已開始研究。1978年,J.H.泰勒報告射電脈沖星雙星PSR1913+16軌道周期縮短的觀測值同引力波使軌道周期縮短的理論值非常符合,許多人認為這是第一次找到了引力波存在的實測證據(jù)。近年來對以大熊座 W為代表的相接雙星的力學(xué)和物理問題的研討也很熱烈。某些密近雙星(如天鵝座X-1)中可能存在“黑洞”的問題,密近雙星和太陽活動、恒星活動的關(guān)系,兩子星星風(fēng)的相互作用等,早已或正在引起天文學(xué)家的重視和研究。
實測方面? 七十年代在密近雙星實測研究方面進展很快。例如發(fā)現(xiàn)了X射線雙星、X射線脈沖星雙星(包括河外的)、射電雙星、射電脈沖星雙星、光學(xué)脈沖星雙星和看來并不包含致密天體(如白矮星、中子星、黑洞)的X射線雙星(如五車二、大陵五、獵犬座RS等);確認在一定波段上視流量最強的穩(wěn)定X射線源天蝎座X-1是分光雙星;否定食雙星V78是球狀星團半人馬座ω 的成員(使極端星族Ⅱ中有否雙星的問題被重新提出);發(fā)現(xiàn)一批獵犬座RS型射電兼X射線雙星;發(fā)現(xiàn)與大熊座W型迥然不同的早型大質(zhì)量、高光度新型相接雙星(如包含一對藍超巨星的天鵝座V729);測出經(jīng)典的單譜分光雙星中另一子星的譜線,確定這些雙星是雙譜雙星;用偏振法求密近雙星的軌道傾角等。
參考資料 >