神奇的相接双星:两颗恒星面对面连接在一起

神奇的相接双星:两颗恒星面对面连接在一起

我们的太阳系中只有太阳这一颗恒星,但是我们的邻居比邻星却是有三颗恒星组成的,这三颗恒星相互绕行运转,所以比邻星的空间环境比太阳系要复杂很多,不过宇宙中大部分的恒星其实是双星系统

双星的模式其实比较简单,就是两颗恒星绕着两者共同的质量中心旋转。一些双星之间的距离很远,但是有一些也很近。那么这个很近,最近的时候能有多近呢?

神奇的相接双星:两颗恒星面对面连接在一起

答案就是0距离接触。

这就是我们今天要介绍的相接双星,也被称为是密接双星,或者是接触双星。这种类型的双星的距离是如此的接近,以至于它们的表面已经融合到了一起,并被一层共同的气体物质所包裹着。

相接双星的相互作用力是如此的强,以至于两者会被相互潮汐锁定,两者之间的物质交换非常复杂。一般来说,相接双星的两颗恒星的温度非常接近,即便是这两颗恒星的质量之间差别比较大。这主要就是因为两者之间的物质可以在彼此之间移动转换。

相接双星中的物质能够互相交换,就涉及到一个新的概念——洛希瓣。洛希极限相信很多人都听说过的,而洛希瓣指的是相接双星的L1点,在这个区域范围内,恒星的引力是一样的,而进入到这里的物质就能够自由流动(如下图所示:绿色8字形的范围内就是洛希瓣,进入到这里的恒星物质可以在两者之间相互交换)。

也正是因为这样的物质交换,才会导致两者的温度非常接近。

直观的感觉,相接双星好像是双星合并的前夕,也许这代表着两颗恒星生命的终结。但是偏偏有相当大的一部分相接双星寿命还比较长,一般长的能够达到数百万年甚至是数十亿年的寿命。


视频文案:

我们的宇宙中
银河系中大约有1/3的恒星都是双星甚至是多星系统
有的学者认为可能有一半以上的恒星都是双星系统
也许像我们太阳这样的孤寡恒星其实才是异数

说到双星系统
你的脑海中出现的是不是这样的画面呢?
也许还有这样的
这样的

或者在看到这些画面的时候
你是不是会产生一个疑问:
究竟双星系统相互之间距离最小稳定达到多少?

数据可能会出乎你的意料
双星系统最近的距离可以为0
也就是两颗恒星的表面已经相互接触在一起了

也许你会认为
这样的状态是很不稳定的,可能是两颗恒星相互撞击的一瞬间
实际上当然不是,这是一种稳定存在的状态
大约能够存在数百万年到数十亿年

这种奇特的天体有一个专有名词,叫做:

相接双星

也可以叫做:密接双星,或者是接触双星

比如这个最著名的相接双星叫做VFTS 352
两颗恒星中心距离1200万公里
两颗恒星的总质量达到了太阳的57倍
表面温度超过40000℃

一般来说,稳定的相接双星系统中的两颗恒星
表面温度会非常接近

那么是什么造成它们的温度接近呢?
这是因为两颗恒星之间的洛希瓣
使得处于洛希瓣区域的物质可以自由流动
这就为相接双星中的两颗恒星的物质交换提供了通道

那么这种奇怪的双星是如何形成的呢?

目前来说,天文学家提出了两种起源假说

第一种可能是:当初双星系统刚形成的时候
两颗恒星的角动量都不是很大,这就使得无法让着两者分开
最终形成了现在相连的结构

第二种可能是:当初形成的时候,两个恒星就靠得比较近
但是并没有连在一起,只是后来因为膨胀了
从而连在一起了

虽然相接双星可以稳定存在很久
但是终究这两颗恒星还是会合并的
只是相接双星的结局可能分为两种情况

一种情况是两者合并成一颗新的恒星,亮度会增加数万倍
但是并不会发生猛烈的爆炸
一般这种情况出现在一些质量不大的恒星身上

另外一种情况就是两颗恒星的质量本身就比较大
合并的时候就会发生超新星爆发
会产生白矮星、中子星甚至是黑洞
从而会有猛烈的爆炸

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