这张来自ALMA望远镜的图像显示了恒星系统HD101584和围绕双星系统的复杂气体云。这是一对恒星在最后时刻共享一个共同外层的结果。来源：uux.cn/ALMA（ESO/NAOJ/NRAO），Olofsson等人/Robert Cumming

（神秘的地球uux.cn）据多伦多大学：多伦多大学的天文学家在年轻的星团中发现了第一对白矮星和主序星――“死”的残骸和“活”的恒星。在《天体物理学杂志》发表的一项新研究中，这一突破为恒星演化的极端阶段提供了新的见解，这也是天体物理学中最大的谜团之一。

科学家们现在可以开始弥合双星系统最早和最后阶段之间的差距――两颗围绕共同重心运行的恒星――以进一步了解恒星是如何形成的，星系是如何演化的，以及元素周期表上的大多数元素是如何产生的。这一发现也有助于解释超新星爆炸和引力波等宇宙事件，因为含有一颗或多颗致密死恒星的双星被认为是这种现象的起源。

大多数恒星存在于双星系统中。事实上，几乎一半与太阳相似的恒星至少有一颗伴星。这些成对的恒星通常大小不同，其中一颗恒星的质量通常比另一颗大。尽管人们可能会倾向于假设这些恒星以相同的速度演化，但质量较大的恒星往往寿命较短，并且比质量较低的恒星更快地经历恒星演化阶段。

在恒星接近其生命末期的阶段，它将在我们所说的红巨星或渐近巨星分支阶段膨胀到其原始大小的数百或数千倍。在紧密的双星系统中，这种膨胀是如此剧烈，以至于垂死恒星的外层有时会完全吞噬它的伴星。天文学家将此称为共同的包络相位，因为两颗恒星都被包裹在相同的物质中。

共同包络相位仍然是天体物理学中最大的谜团之一。科学家们一直在努力了解恒星在这个关键时期螺旋式地聚集在一起是如何影响恒星随后的演化的。这项新研究可能会解开这个谜团。

恒星死亡后留下的残骸是被称为白矮星的致密物体。找到这些包含“死”恒星残骸和“活”恒星（也称为白矮星主序星双星）的后共同包络系统，为研究恒星演化的这一极端阶段提供了一种独特的方法。

“双星在我们的宇宙中起着巨大的作用，”主要作者、多伦多大学大卫・a・邓拉普天文学与天体物理学系的研究生Steffani Grondin说。“这一观测样本标志着我们追踪双星完整生命周期的关键第一步，并有望限制恒星演化中最神秘的阶段。”

研究人员使用机器学习来分析来自三个主要来源的数据：欧洲航天局的盖亚任务――一台研究了银河系中超过10亿颗恒星的太空望远镜――以及2MASS和Pan-STARRS1调查的观测结果。这个组合数据集使团队能够在具有与已知白矮星主序列对相似特征的星团中搜索新的双星。

尽管这些类型的二元系统应该很常见，但它们很难找到，在这项研究之前，只有两个候选者在集群中得到证实。这项研究有可能将38个星团中的双星数量增加到52个。

由于这些星团中的恒星被认为是同时形成的，因此在疏散星团中找到这些双星可以让天文学家限制系统的年龄，并追踪它们从共同包络条件之前到共同包络后阶段观测到的双星的完整演化。

“机器学习的使用帮助我们识别了这些独特系统的清晰特征，而这些特征是我们仅靠几个数据点无法轻易识别的，”合著者、多伦多大学David a.Dunlap天文学与天体物理学系和统计科学系的教授Joshua Speagle说。“它还使我们能够在数百个星团中自动搜索，如果我们试图手动识别这些系统，这项任务是不可能的。”

“它确实指出了我们的宇宙中有多少东西隐藏在显而易见的地方，仍在等待被发现，”合著者、多伦多大学大卫・a・邓拉普天文学与天体物理学系教授玛丽亚・德鲁特说。“虽然有很多这类二元系的例子，但很少有人有充分绘制其进化历史所需的年龄限制。虽然还有大量工作要证实和充分描述这些系统，但这些结果将对天体物理学的多个领域产生影响。”

包含致密物体的双星系统也是被称为Ia型超新星的极端恒星爆炸的前身，这种合并会导致引力波，引力波是时空中的涟漪，可以通过激光干涉仪引力波天文台（LIGO）等仪器检测到。随着该团队使用双子座、凯克和麦哲伦望远镜的数据来确认和测量这些双星的特性，这个目录最终将揭示我们宇宙中许多难以捉摸的瞬态现象。