我们不必太担心太阳。 它会灼伤我们的皮肤，并且会释放出强效剂量的带电物质？ 被称为？ 可能会损坏电气系统。但太阳独自在那里，让事情变得更简单、更可预测。
其他恒星以双星对的形式相互锁定。 一项新研究发现一对双星对彼此非常接近，每 51 分钟绕一圈运行，这是双星系统中所见过的最短轨道。 他们彼此靠近意味着麻烦。
彼此如此接近的恒星被称为灾难性变数。 在灾难变星中，主星是白矮星； 在这对恒星中，另一颗恒星是类太阳恒星，但年龄更大。
白矮星对于恒星来说很小，大约有地球那么大，但它们的密度却令人难以置信。 白矮星强大的引力将物质从它的伴星——施主星上吸走。 该物质在白矮星周围形成吸积环。 当圆盘加热并且物质落入白矮星时，这个过程会在不规则或可变的时间产生明亮的闪光。
灾难性变星（CV）中的恒星必须靠得很近，白矮星“吸血鬼星”才能从供体恒星吸取物质。
天文学家已知有 1000 多个 CV，其中只有十几个的轨道时间短于 75 分钟。 但这项研究的作者发现了迄今为止最接近的轨道。 这对恒星完成一周轨道仅需51分钟。 这种情况很罕见，这对双星系统是天体物理学中缺失环节的证据。
该研究是“一颗轨道周期为 51 分钟的食双星中的一颗密度为 0.1 个太阳质量的恒星，”并发表在期刊上自然。 主要作者是来自麻省理工学院物理系的 Kevin Burdge。 这项研究中的恒星距离武仙座方向约 3,000 光年。
这些明星是一个漫长故事的结尾。 尽管它们的年龄不同，但它们已经陪伴了大约 80 亿年。 其中一颗是白矮星，是一颗主序恒星的恒星残余物，它经历了红巨星阶段，现在只是一个高密度、无聚变的物质核心。 它的伴星是一颗类太阳恒星，正在变成红巨星，最终变成白矮星。 但现有的白矮星正在通过缓慢消耗它来破坏这条路径。
较大的供体恒星的温度与太阳大致相同。 但它的质量损失了太多，所以变得很小。 只有太阳直径的十分之一，或者说大约有。
“这一颗恒星看起来像太阳，但太阳的轨道不能短于八小时？这是什么？” 伯奇在一份新闻稿中说道。
白矮星甚至更小。 它的直径约为地球的1.5倍，而其密集的物质意味着它的质量约为太阳的56%。 一个奇怪的物体。
天文学家还发现了其他食双星，但没有一个距离如此之近。 这两个人不仅彼此距离非常近，而且从我们的视线中看去，他们彼此都黯然失色。 这为研究人员提供了多次观察日食并对两颗恒星进行精确测量的机会。
该二进制对被命名为 ZTF J1813+4251。 ZTF 代表兹威基瞬态设施，一个著名的公私合作伙伴关系，致力于北方天空的光学研究，寻找变量等瞬态现象。 但名字并不那么重要。 相反，正是这对夫妇所处的特定阶段让科学家们引起了注意。
研究人员发现，吸血星一直在从供体星上夺取氢，现在它开始蚕食氦。
主要作者伯奇说：“这是一种罕见的情况，我们发现其中一个系统正在从氢吸积转换为氦吸积。”
观察双星从氢吸积转变为氦吸积是至关重要的，因为这种转变是天体物理学中缺失的一环。 天文学家知道有一群被称为氦 CV 的 CV，但没有明确的证据表明这些 CV 中的恒星如何从氢转变为氦。
在这项研究之前，氦CV中从氢吸积到氦吸积的演变尚不清楚。 天文学家从未观察到恒星发生转变。
但ZTF J1813+4251的观察改变了这一点。 观测表明，施主星的温度与太阳大致相同，但密度却比太阳高 100 倍。 这种密度意味着这颗恒星具有富含氦的成分，而白矮星伴星正在吸积氦而不是氢。
几十年前，科学家们预测双星可能会缩小，直到它们的轨道变得超短并成为灾难性变星。 当白矮星消耗类太阳恒星的氢时，会留下密度更大的氦。 这颗类太阳恒星燃烧殆尽，留下一个氦核。 沉重的氦核足以使死亡恒星保持在紧密的轨道上。
对恒星相互遮挡的反复观察只是一个开始。 随着研究人员收集到更精确的数据，他们进行了更准确的模拟，以了解两人可能会发生什么。 这些模拟结果回答了有关灾难性变量及其缩小轨道的长期存在的问题。
模拟显示，大约 7000 万年后，这对行星将变得更加接近，直到它们的轨道周期仅为 18 分钟。 到那时，它将成为氦 CV 双星。 作者写道，这种转变是“氦CV双星和富氢CV之间以前缺失的联系”。
在下图中，橙色虚线、红色虚线和蓝色虚线代表不同的演化轨迹，具体取决于供体星在其生命周期中何时开始向 WD 伴星失去质量。 橙色是主序列寿命开始时的 97%，红色是 95%，蓝色是 94%。 红线上的黑星就是ZTF J1813+4251所在的位置。 （紫色线代表另一个可能的过渡 CV（名为 El Psc）的进化轨迹，用于比较。）
该团队的模拟为（a）中的双星描绘了一条演化路径。 随着恒星变得越来越近，质量损失加速，而供体恒星的温度也会升高，因为它试图对质量损失做出反应。 然后，随着最后一个氢的熔化，温度下降。
随着轨道周期缩短，供体恒星失去质量，它会膨胀，温度也会下降绝热地由于扩张。 此时，双星是一颗氦 CV。
(b) 显示了双星如何在约 7500 万年内达到约 18 分钟的最短周期。 此后，这对行星将在接下来的 3 亿年里逐渐分开，直到其周期约为 30 分钟。 （Y 轴显示 1 亿年增量，未标记。）
c) 显示了与轨道周期相关的供体恒星质量的演化，当轨道演化为更长的轨道周期（如氦 CV）时，其质量仅达到太阳质量的百分之几。
d) 显示供体如何在变成氦 CV 的过程中失去氢。 恒星在大约最小轨道周期时失去了所有的氢。
在这项研究中也发挥了作用。 伯奇的专长是引力和电磁辐射的天体物理源。 引力波于 2015 年首次被测量，尽管在此之前很久就已经预测到了引力波，而且引力波是天文学的一个重要研究领域。 “引力波使我们能够以一种全新的方式研究宇宙，”伯奇说。
这对双星系统应该会在彼此如此接近的情况下发射引力波。 它们必须非常靠近才能发射波，但又不能太近； 在相距约 10,000 公里时，它们将合并并爆炸，从而结束引力波的发射。
伯奇在一份报告中说：“人们预测这些物体应该过渡到超短轨道，长期以来人们一直在争论它们是否可以变得足够短以发射可检测到的引力波。这一发现让这个问题得以解决。”新闻稿。
伯奇和他的同事们努力寻找这对双星对。 他们从 ZTF 中搜索数据，寻找在不到一个小时内反复闪现的变量。 这表明恒星相互交叉轨道并且轨道周期很短。 首先，他们使用一种算法搜索超过 10 亿颗恒星的 ZTF 数据。 该算法产生了大约一百万颗恒星，每小时闪烁一次。 然后伯奇仔细查看了这些选择，寻找有趣的信号。
最终，他瞄准了ZTF J1813+4251。
“这个东西突然出现，我看到每 51 分钟就会发生一次日食，我说，好吧，这绝对是双星，”伯奇说。
“这是一个特殊的系统，”伯奇说。 “我们非常幸运地找到了一个系统，它可以回答一个重大的悬而未决的问题，并且是已知表现最优美的灾难性变量之一。”
