近期，中國科學院云南天文臺博士研究生施彥旭、葛宏偉研究員等人及西班牙加泰羅尼亞理工大學科研人員，在雙星演化前沿領域取得重要研究進展。研究團隊基于更物理的物質轉移穩定性判據，改進雙星星族合成模型，首次系統揭示了物質轉移穩定性對后共有包層雙星種群的關鍵調控作用，為長期困擾學界的“類太陽伴星后共有包層雙星短缺”問題提供新的解釋。相關成果發表在國際天文學期刊《天體物理學雜志》（The Astrophysical Journal）上。
宇宙中超過半數的恒星處于雙星系統中，雙星相互作用是致密星、暫現源等多種特殊天體形成的核心驅動力。其中共有包層（Common Envelope, CE）演化是短周期致密雙星形成的關鍵階段，同時也是恒星演化理論中最不確定、爭議最激烈的物理過程之一。后共有包層雙星（Post-common-envelope Binaries, PCEBs）是共有包層演化的直接產物，被視為檢驗共有包層演化理論的 “天然實驗室”，是開展定量約束的理想樣本。
過往觀測表明，已發現的PCEBs以低質量M型矮星伴星系統為主，具有類太陽（A/F/G/K 型）主序伴星的系統數量顯著偏少。傳統雙星星族合成模型基于多方模型的物質轉移穩定性判據，會系統性高估這類類太陽伴星PCEBs的數目（圖1, a），與觀測存在顯著矛盾。學界通常將這一觀測短缺歸因于磁制動機制與觀測選擇效應，但該解釋始終缺乏充分的理論驗證。
在本項工作中，研究團隊采用快速雙星演化代碼（BSE），引入了絕熱物質損失模型給出的物質轉移穩定性判據，結合自洽的恒星包層結合能公式，更新雙星星族合成模型。研究發現新判據給出的臨界質量比顯著高于傳統多方模型，使得主、次星質量相近的雙星系統更難進入共有包層演化，從起源通道上大幅減少了類太陽主序伴星PCEBs的預言數量（圖1, b）。研究證實，僅靠增強的磁制動或觀測選擇效應均無法完全解釋觀測短缺，物質轉移穩定性、磁制動與選擇效應三者的共同作用才是最合理的物理圖景。
該項研究系統論證了真實物質轉移穩定性判據在解釋后共有包層雙星觀測種群中的核心地位，為共有包層演化物理提供了新的定量約束，對激變變星、AM CVn型雙星、雙白矮星等致密雙星種群的形成與演化研究具有重要指導意義。
該研究得到了國家自然科學基金、中國科學院和云南省自然科學基金的資助。
圖1.多方模型(a)與絕熱物質損失模型(b)預言的PCEBs在MWD–MMS平面上的分布
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