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出品：科普中國

作者：郭彥君（中國科學院云南天文臺）

監(jiān)制：中國科普博覽

古人曾把一顆星光閃爍不已、發(fā)光時強時暗的星星稱作“魔星”，直到英國的一名聾啞少年古德里克通過長期的觀測，才發(fā)現(xiàn)它的奧秘：

原來這是一對彼此依偎的“雙星”，一顆明亮，一顆昏暗。當較暗的那顆星星擋在“魔星”身前時，“魔星”的一部分光同時會被遮擋，于是人類在地球上觀測到“魔星”變暗了。反之，當暗星被“魔星”遮擋時，我們會看到一顆更亮的“魔星”。

事實上，“魔星”并不是宇宙中的個例，而是普遍的情況，尤其對于早型星來說，更是普遍，大部分早型星都屬于雙星系統(tǒng)。

圖1雙星繞轉(zhuǎn)示意圖

（圖片來源：space）

何謂“早型星”？

少年看到的星光，訴說著遙遠的故事。星星的光學光譜包含著遙遠天體豐富的物理信息，可以說是天體的“指紋”和“DNA”。化學物質(zhì)在燃燒時，物質(zhì)中不同的元素會呈現(xiàn)出獨特的光譜和顏色。因此天文學家可以從天體的光譜中，得到元素組成，通過進一步分析甚至可以得到恒星的質(zhì)量、磁場、自轉(zhuǎn)、表面重力及運動狀況。

恒星的有效溫度不同，因此有不同的顏色。恒星有效溫度越高，顏色越偏藍，反之顏色則偏紅。根據(jù)光譜的組成情況，按有效溫度由高到低為序，天文學家將恒星光譜分為O、B、A、F、G、K、M以及R、N和S型。通常將O、B、A型這些溫度較高的星稱為“早型星”，將溫度較低的K、M型星稱為“晚型星”。其余稱為“中間型星”。

圖 2 OB型早型恒星的示意圖

（圖片來源：wikipedia）

如此命名，正是因為最初人們以為溫度暗示了恒星形成的順序，但后來發(fā)現(xiàn)早型星、晚型星并不代表恒星形成的早晚。不過，恒星也有出生、成熟、衰老和死亡的過程，但這個過程往往要經(jīng)歷幾百萬年甚至一百億年以上。

恒星的質(zhì)量關(guān)系到恒星的物理特性并決定著恒星的壽命長短和演化進程，質(zhì)量大的恒星比質(zhì)量小的恒星演化快。因此，同樣年齡的恒星，可能早型星已經(jīng)離開主序進入了“暮年”，而中晚型星還位于主序中，正是“風華正茂”。

為何早型星如此重要？

這里筆者給大家補充一個小知識點：致密天體是體積小而密度大的天體，包括白矮星、中子星和黑洞。宇宙中兩個致密星體互相繞轉(zhuǎn)時則會產(chǎn)生不為肉眼所見的引力波。

（圖片來源：Veer圖庫）

由早型星組成的雙星系統(tǒng)最終可能演化形成雙中子星、黑洞-中子星、雙黑洞等引力波源。因此，大質(zhì)量雙星的統(tǒng)計性質(zhì)對于追蹤大質(zhì)量恒星的形成和限制雙星星族性質(zhì)至關(guān)重要。

黑洞

（圖片來源：Veer圖庫）

LAMOST：無妨，我會出手

目前，大部分早型星觀測樣本來自于不同的觀測，缺乏一致性觀測樣本，導致了早型星雙星統(tǒng)計性質(zhì)的研究結(jié)果存在較大偏差。而LAMOST為解決這個難題提供了寶貴的助力。

LAMOST全稱為“大天區(qū)面積多目標光纖光譜天文望遠鏡”，又稱“郭守敬望遠鏡”，是由中國科學院國家天文臺承擔研制的我國自主創(chuàng)新的大視場兼大口徑及光譜獲取率最高的望遠鏡，可以獲取大量光學光譜，為早型星的研究提供了難得的機遇。

中國科學院云南天文臺郭彥君博士與合作者通過LAMOST DR8中886顆超過6次光譜觀測的早型星樣本，根據(jù)其有效溫度、金屬豐度和投影自轉(zhuǎn)速度進行了分組研究，結(jié)合蒙特卡洛模擬的方法對觀測數(shù)據(jù)進行了全面校正。

LAMOST與銀河

（圖片來源：國家天文臺）

郭彥君博士與合作者的研究發(fā)現(xiàn)，這批樣本早型星內(nèi)稟雙星比例隨溫度降低而降低，隨著金屬豐度的降低而降低：大質(zhì)量O/B星的雙星比例可以達到76%，而質(zhì)量相對較小的B/A星的雙星比例約為48%；金屬豐度類太陽([M/H]>-0.1)的早型星雙星比例為72%，而金屬豐度較貧([M/H]<-0.5)的早型星雙星比例為44%。

這時讀者朋友可能會問了：什么是雙星比呢？其實，雙星比是決定宇宙中黑洞或中子星雙星數(shù)目和空間分布的重要因素。觀測上給出的雙星比，可以作為理論內(nèi)稟雙星比下限，并限制理論雙星模型。同時該成果可以作為雙星星族合成的輸入?yún)?shù)，進而理解致密雙星的形成及演化。

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