近日，一項新的天文研究揭示了一組神秘的恒星的秘密。這些恒星被稱爲 B 發射線恒星，或簡稱 Be 星，它們是一些自轉速度極快的大質量恒星，周圍環繞著一個環形氣體環。科學家們利用佐治亞州立大學高角度分辨率天文學中心（CHARA）陣列的強大望遠鏡，觀測到了這些 Be 星的軌道伴星，這些伴星被懷疑是在與 Be 星的激烈相互作用中，被吞噬了大部分氣體，只剩下一顆微小的恒星屍體。這些靈敏的測量直接探測到了被吞噬恒星的微弱光芒，爲我們理解近距離雙星的生命軌迹提供了新的線索。
Be 星的由來
Be 星是一類特殊的恒星，它們的質量比太陽大，而且自轉速度極快，以至于它們的一些氣體被甩出赤道區，形成一個環形氣體環。這些氣體環會發射出特征的 B 型光譜線，因此這些恒星被稱爲 B 發射線恒星，或簡稱 Be 星。Be 星的旋轉速度接近或超過了恒星的極限速度，即恒星在不被撕裂的情況下能達到的最大旋轉速度。這種極限速度取決于恒星的質量和半徑，一般在每秒幾百公裏到幾千公裏之間。例如，太陽的極限速度大約是每秒 440 公裏，而太陽的實際旋轉速度只有每秒 2 公裏。而 Be 星的旋轉速度則可以達到每秒 500 公裏甚至更高。
天文學家一直想知道，爲什麽 Be 星會旋轉得如此之快，它們是如何形成的。一個可能的答案是，Be 星是在近距離成對恒星之間的激烈相互作用中形成的。天文學家發現，許多恒星都是成對出現的，這種趨勢在質量比太陽大的恒星中尤爲明顯。相距較小的恒星對面臨著動蕩的命運，因爲它們的體積會隨著年齡的增長而增大，並可能達到與其相距相近的尺寸。
當這種情況發生時，來自增長恒星的氣體就會穿過這對恒星之間的間隙，這樣伴星就可以大快朵頤地享用轉移過來的氣體流。這種 "分食 "過程最終會使質量供體恒星幾乎失去所有氣體，只留下其前核燃燒中心的微小熱核。這種熱核被稱爲剝離亞矮星，它們的質量很小，半徑也很小，溫度很高，光度很低。與此同時，質量轉移流會導致伴星旋轉起來，成爲一顆自轉速度極快的恒星。一些自轉速度最快的恒星被發現是 Be 星。因此，Be 星可能是在與剝離亞矮星的相互作用中，獲得了旋轉動量和氣體環的。
尋找剝離伴星的證據
到目前爲止，天文學家還沒有直接觀測到這對近雙星生命中的這一預測階段，因爲恒星之間的距離太小，常規望遠鏡無法分辨，而且剝離的恒星屍體被隱藏在明亮伴星的強光下。然而，佐治亞州立大學的 CHARA 陣列望遠鏡爲研究人員提供了發現剝離恒星的方法。
CHARA 陣列使用分布在威爾遜山山頂的六台望遠鏡，就像一台直徑爲 330 米的巨大望遠鏡。這使得天文學家能夠分離成對恒星的光線，即使角度偏移非常小。克萊門特還使用了密歇根大學和英國埃克塞特大學制造的 MIRC-X 和 MYSTIC 相機，它們可以記錄非常明亮和非常暗淡的天體靠近時的光信號。這些相機可以將六台望遠鏡的光線合成爲一張圖像，從而提高分辨率和對比度。
克萊門特開始了在 CHARA 爲期兩年的觀測計劃，他的工作很快得到了回報。他在 37 顆 Be 星中的 9 顆發現了剝離伴星的微弱光線。他重點觀測了其中的七個目標，並跟蹤了恒星屍體圍繞 Be 星的軌道運動。他發現，這些剝離伴星的軌道周期都很短，從 16 天到 97 天不等，說明它們與 Be 星的距離都很近，大約是太陽與水星的距離的幾倍。他還發現，這些剝離伴星的質量從太陽質量的十倍下降到大約一個太陽質量，而且軌道非常緊密。
"克萊門特說："這些軌道非常重要，因爲它們能讓我們確定恒星對的質量。"我們的質量測量結果表明，剝離的恒星幾乎失去了一切。以HR2142恒星爲例，剝離恒星的質量可能從太陽質量的10倍下降到大約一個太陽質量。
並不是每一顆Be星周圍都能探測到剝離星，研究人員認爲，在其中一些情況下，屍體已經變成了一顆微小的白矮星，即使用CHARA陣列也無法探測到。在其他情況下，可能是由于相互作用過于激烈，這些恒星合並成了一顆快速旋轉的恒星。
克萊門特目前正在利用歐洲南方天文台位于智利的甚大望遠鏡幹涉儀，將軌道剝離星的搜索範圍擴大到南天的Be星。他還與中國雲南天文台的王祿謙合作，利用美國宇航局哈勃太空望遠鏡進行研究，探測剝離伴星的微弱光線。由于這些屍體很熱，它們在紫外線波段相對更亮，只有哈勃太空望遠鏡才能觀測到。
"美國國家科學基金會天文科學部項目主任艾莉森-佩克說："這次對Be星的觀測–以及九顆暗伴星的發現–真正展示了CHARA的強大功能。“利用陣列卓越的角度分辨率和高動態範圍，我們可以回答恒星形成和演化方面的問題，而這在以前是不可能回答的”。
CHARA陣列主任道格拉斯-吉斯說，這項研究終于揭示了近距離恒星對生命中的一個關鍵隱秘階段。
"Gies說："CHARA陣列對Be恒星的探測直接揭示了這些恒星是通過質量轉移的整體轉變而産生的。“我們現在第一次看到了導致剝離恒星的恒星盛宴的結果”。
恒星盛宴的意義
這項研究不僅爲我們理解 Be 星的形成和演化提供了新的見解，也爲我們探索更多的天文現象提供了新的視角。例如，剝離亞矮星可能是一些超新星爆發的前身，這些超新星爆發是宇宙中最強大的爆炸之一，它們會在短時間內釋放出巨大的能量和物質。剝離亞矮星也可能是一些引力波事件的源頭，這些引力波事件是由兩個緊密的恒星對相互旋轉並最終合並而産生的，它們會在時空中産生微弱的波動。剝離亞矮星還可能是一些伽瑪射線暴的觸發者，這些伽瑪射線暴是宇宙中最短暫但最強烈的電磁輻射，它們會在幾秒鍾內發射出大量的伽瑪射線。這些天文現象都是我們探索宇宙的重要線索，而剝離亞矮星的發現，爲我們揭開它們的奧秘提供了新的可能。
