研究人員發現，高達40%的爆炸性白矮星雙星可能形成于三星系統。

有些愛情故事真的就寫在了星星上。

一項由加州理工學院（Caltech）領導的新研究發現，一些爆炸性的恒星雙星組合可能得益于第三顆更遙遠的恒星才得以形成。

這些戲劇性的系統通常包含一顆白矮星 —— 這是像我們的太陽這樣的恒星死亡后留下的致密、燃燒殆盡的核心。在緊密的恒星對中，白矮星可以從其伴星吸取物質，引發被稱為新星（novae）的強大爆發。

三星系統攪動恒星困境

長期以來，人們認為這些被稱為激變變星（cataclysmic variables，簡稱CVs）的不穩定系統，僅僅是兩顆恒星通過共享的氣體包層（common envelope）螺旋式靠近而形成的。但實際上，它們的起源可能要歸功于一個宇宙“第三者”（cosmic third wheel） —— 它推動內部的雙星進入更緊密的軌道。

“我們的結果揭示了CV形成的另一條途徑，”該研究的合著者、加州理工學院天文學助理教授卡里姆·埃爾-巴德里（Kareem El-Badry）說。

“有時，潛伏的第三顆恒星是關鍵，”他說。

為了探索這種可能性，研究人員利用了歐洲航天局（ESA）蓋亞任務（Gaia mission）的數據，該任務提供了對整個銀河系恒星的精確測量。

他們在所謂的層級三星系統（hierarchical triple-star systems）中識別出了50個CVs。在這種系統中，兩顆恒星緊密環繞運行，而第三顆則在遠得多的距離上環繞它們。研究小組發現，大約10%的已知CVs屬于此類，這個比例高得難以用巧合解釋。

為了深入研究，該團隊對2000個假想的三星系統進行了計算機模擬。

新起源，舊假設

這些模型表明，在許多情況下，第三顆恒星的引力可以拉伸內部雙星的軌道，直到兩顆恒星擺動得足夠接近，使得潮汐力接管主導，將它們拉近，而無需經歷傳統的氣體包層階段。

事實上，模擬的CVs中有20%完全無需經歷這個包層過程就形成了，而60%的模擬則顯示是第三顆恒星啟動了導致共享包層的螺旋靠近過程。

“第三顆恒星的引力導致雙星擁有一個超高偏心率的軌道，這迫使伴星更靠近白矮星。潮汐力消耗能量，使軌道縮小并變圓，”該研究的主要作者、加州理工學院研究生謝安·沙里亞特（Cheyanne Shariat）說。

“恒星不必通過共同包層螺旋進入。”

當研究人員調整他們的模擬以反映我們銀河系中真實的恒星數量分布時，他們得出結論：多達40%的所有CVs可能都是在三星系統中形成的。

這些模擬還提供了哪些三星系統更可能產生激變變星的線索。

一個重要因素是距離。那些最終形成CVs的系統，其初始狀態通常是內部恒星對與遙遠的第三顆恒星之間間隔很寬，超過100個天文單位（AU）。

一個天文單位（AU）是地球與太陽之間的平均距離。

許多這樣的第三顆恒星現在可能過于暗淡或遙遠而無法探測到，或者可能已經完全被拋出了系統。

“過去50年，人們一直使用螺旋進入共享包層演化模型（spiral-in common-envelope evolution model）來解釋CV的形成，”埃爾-巴德里說。“之前沒有人注意到這很大程度上是在三星系統中發生的！”

該研究結果已發表在期刊《太平洋天文學會匯刊》上。

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