通過研究雙星係統CPD-292176（如圖所示），研究人員正在解開我們最早起源的新線索，如星塵。科學家估計，目前銀河係中可能隻有大約10個這樣的恒星係統。Credit: NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/Spaceengine
（神秘的地球uux.cn）據美國物理學家組織網（作者：Embry-Riddle Aeronautical University）：在處理了堆積如山的天文數據後，安布裏·裏德爾航空大學亞利桑那州普雷斯科特校區的本科生克拉麗莎·帕沃提交了她的初步分析。她的導師的反應很快，而且大寫：“有一個軌道！”他寫道。
就在那時，主修太空物理學的帕沃意識到自己即將成為一個大事件的一部分——《自然》雜誌上的一篇論文描述了一個罕見的雙星係統，它有著不同尋常的特征。
這篇論文發表於2023年2月1日，與安布裏·裏德爾（Embry Riddle）物理學和天文學助理教授諾埃爾·理查德森（Noel D.Richardson）博士合著。該論文描述了一個雙星係統，它能發出X射線，質量很高。該雙星係統具有奇怪的圓形軌道，這是雙星係統中的一個奇怪之處，類似於啞火。
雙星的圓形軌道是一條關鍵線索，幫助研究人員將雙星係統中的第二顆恒星確定為耗盡或“超剝離”超新星。通常，恒星在耗盡所有核燃料後，其核心會坍塌，然後以超新星的形式進入太空。理查森說，在這種情況下，“恒星耗盡了，以至於爆炸甚至沒有足夠的能量將軌道踢成類似雙星中看到的更典型的橢圓形狀。”
我們是散落的星骸
雙星的名稱聽起來像一個車牌：CPD-292176。研究人員估計，目前銀河係中可能隻有大約10個這樣的恒星係統。通過對它的研究，他們揭開了我們作為星塵最早起源的新線索。

這張信息圖說明了第一個被證實的千新星祖恒星係統CPD-292176的演化。第一階段，雙星係統中形成兩顆大質量的藍色恒星。第二階段，兩顆恒星中較大的一顆接近生命的終點。第三階段，兩顆恒星中較小的一顆從其更大、更成熟的伴星中吸取物質，將其大部分外層大氣剝離。第四階段，更大的恒星形成超剝離超新星，這是一顆恒星的生命末期爆炸，其“踢”的程度比更正常的超新星要小。第五階段，正如天文學家目前觀察到的那樣，早期超新星產生的中子星開始從伴星中吸取物質，從而改變了雙星對的表。第7階段，伴隨著大部分外層大氣的消失，伴星也經曆了超剝離超新星。這一階段將在大約一百萬年後發生。第七階段，一對處於緊密相互軌道的中子星現在仍然存在於曾經有兩顆大質量恒星的地方。在第8階段，兩顆中子星螺旋相向，以微弱的引力輻射的形式釋放軌道能量。第9階段，這一係統的最後階段，兩顆中子星相撞，產生了強大的千新星，這是我們宇宙中重元素的宇宙工廠。Credit: CTIO/NOIRLab/NSF/AURA/P. Marenfeld
帕沃解釋道：“當我們觀察這些物體時，我們是在回顧時間。”。“我們對宇宙的起源有了更多的了解，這將告訴我們太陽係的走向。作為人類，我們從與這些恒星相同的元素開始。”
理查森補充道，如果沒有CPD-292176這樣的雙星係統，地球上的生命將非常不同。他指出：“像這樣的係統很可能演變成雙星中子星，最終合並形成重元素，並被拋入宇宙。”。“這些重元素使我們能夠以我們現在的方式生活。例如，大多數黃金是由類似於我們研究的雙星係統中的超新星遺跡或中子星的恒星創造的。天文學加深了我們對世界和我們在其中的地位的理解。”
堅持是有回報的
當帕沃來到理查德森的辦公室，希望獲得研究經驗時，該項目開始了。“我說，‘請給我做任何研究。’”他碰巧得到了智利Cerro Tololo Interamerican Observatory 1.5米望遠鏡拍攝到的一顆被稱為Be型恒星的明亮恒星的數據。Be星與另一顆產生大量X射線的恒星位於同一位置。這一閃光——可能被稱為“軟伽馬中繼器”——引起了天文學家的注意，促使理查森和其他人請求獲得望遠鏡數據。
帕沃繪製了Be星的光譜圖，但首先，她必須清理數據，以減少噪音。“望遠鏡觀察一顆恒星，它吸收了所有的光線，這樣你就可以看到組成這顆恒星的元素，”她說，“但Be星周圍往往有物質盤。很難直接透過這些東西看到。”
堅持得到了回報：帕沃設法學習了更多關於數據處理和計算機編碼的知識，以便她能夠分析恒星光譜。她和理查森發現了一條簡單的線，它來自恒星，不受周圍圓盤的影響。理查森卻不以為然，於是發了一封全大寫的電子郵件。在將帕沃的數據快速擬合到一個特殊的計算機程序中後，他意識到他們已經找到了這顆恒星的軌道，但這與預期不同。進一步的數據處理顯示，一顆恒星確實每隔60天左右就會圍繞另一顆恒星運行一圈。
帕沃回憶理查德森說：“這不僅僅是一個簡單的雙星係統。”
協作計數
奧克蘭大學的揚·J·埃爾德裏奇（Jan J.Eldridge）是《自然》雜誌論文的合著者，也是了解雙星係統及其演化的頂尖專家。在理查森的要求下，埃爾德裏奇查看了數千個雙星模型，發現隻有兩個與他和帕沃正在研究的模型相似。
埃爾德裏奇和同事隨後繪製了這兩顆雙星的生命周期圖，解釋了超新星遺跡是如何膨脹並將質量傾倒到Be星上，直到它開始堆積。最終，這顆超新星變成了一顆爆炸的低質量氦星，留下了一顆中子星，但它已經將太多的質量轉移到了Be星上，因此爆炸沒有什麽光彩。
帕沃解釋道：“基本上，我們發現了超剝離超新星是如何與Be星相互作用的，以及它是如何經曆這些奇怪的生命周期階段的。”。“在未來的某個時刻，隨著周期的繼續，Be星也將成為一顆超新星中子星。數百萬年後，它將成為一個擁有兩顆中子星的雙星係統。”