哈佛大學天體物理學中心和史密森學會的研究人員觀察到一種長期以來被認為存在的新型雙子星。這一發現最終證實了宇宙中一種罕見的恆星類型是如何形成和演變的。於本月出版的《Monthly Notices of the Royal Astronmoical Society》中描述了這一類新的恆星，它由博士后Kareem El-Badry利用加利福尼亞利克天文台的謝恩望遠鏡和來自幾個天文觀測的數據發現的。
El-Badry說道：“我們已經觀察到了過渡性雙星新群體的第一個物理證據。這很令人興奮；這是我們一直在尋找的雙星形成模型中缺失的進化環節。”
一種新的恆星類型
當一顆恆星死亡時，它有97%的可能性會變成白矮星。而白矮星是一個小型的密集天體，其在燃燒完所有的燃料后收縮並變暗。
但在罕見的情況下，一顆恆星可以成為極低質量(ELM)的白矮星。這些恆星的質量不到太陽的三分之一，這提出了一個難題：如果恆星演化計算正確的話，那麼所有ELM白矮星的年齡似乎都超過了138億年–比宇宙本身的年齡還要大，而這在物理上是不可行的。
天體物理中心理論和計算研究所的成員El-Badry指出：“宇宙的年齡根本不足以通過正常的進化來製造這些恆星。”
多年來，天文學家已經得出結論，ELM白矮星形成的唯一途徑是在一個雙胞胎伴侶的幫助下。來自附近伴星的引力可以迅速（至少在不到138億年的時間裡）吞噬一顆恆星，直到它成為一個ELM白矮星。
但這種情況的證據並不是萬無一失的。
天文學家已經觀察到像我們太陽這樣的正常大質量恆星吸積到白矮星上–這就是所謂的災難性變數。他們還觀察到ELM白矮星跟正常白矮星的同伴。然而他們沒有觀察到演化的過渡階段或者說中間的轉變：即恆星失去了大部分質量，幾乎收縮為ELM白矮星之時。
一個缺失的進化環節
El-Badry經常把恆星天文學比作19世紀的動物學。“你走到叢林里，找到一個生物體。你描述它有多大，有多重–然後你再去找其他的生物體，你看到所有這些不同類型的物體並需要把它們的聯繫拼湊起來。”
2020年，El-Badry決定回到叢林中尋找長期以來讓科學家們難以捉摸的恆星：ELM前白矮星（也被稱為進化的激變變星）。
通過利用ESA發射的天基觀測站蓋亞的新數據以及加州理工學院的Zwicky瞬變設施，El-Badry將10億顆恆星縮小到50個潛在的候選者。
這位天文學家強調了來自天文調查的公共數據對其工作的重要性。“如果不是像茲威基瞬變設施和蓋亞這樣的項目，代表着數百人在幕後的大量工作–這項工作是不可能的。”
El-Badry隨後對其中的21顆恆星進行了密切觀察。
這個選擇策略奏效了。他說道：“百分之百的候選者都是我們一直在尋找的這些前ELMs。它們比ELMs更加膨大和臃腫。同時，它們也是蛋形的，因為其他恆星的引力扭曲了它們的球形形狀。”
“我們發現了兩類雙星–激變變星和ELM白矮星–之間的進化聯繫，並且我們發現了相當數量的雙星，”El-Badry補充道。
其中13顆恆星有跡象表明它們仍在向它們的同伴損失質量，而8顆恆星似乎不再損失質量。它們中的每一個在溫度上也都比以前觀察到的激變變星要熱。
El-Badry計劃繼續研究前ELM白矮星並可能對他之前發現的其他29顆候選星進行跟蹤研究。
就像現代人類學家在填補人類進化的空白一樣，他對簡單的科學所能產生的豐富多樣的恆星感到驚奇。