近200年來(lái)天文學(xué)家一直對明亮的冬季恒星御夫座ε星奇怪的變暗過(guò)程感到困惑?，F在由于歐洲航天局蓋亞衛星的精確距離測量，科學(xué)家們已經(jīng)確定了參與這一過(guò)程的兩顆恒星的質(zhì)量，以及它們的物質(zhì)交換是如何在地球上造成了幾十年的日食。每隔27年御夫座ε星就會(huì )進(jìn)行為期兩年的變暗?？茖W(xué)家們推測是什么導致了日食：一團由流星、一黑洞、另一顆恒星或一盤(pán)物質(zhì)組成的云。在2010年最近一次日食發(fā)生之前，天文學(xué)家開(kāi)始懷疑這個(gè)系統包含了兩顆恒星，周?chē)h(huán)繞著(zhù)一團氣體和塵埃，但這對恒星的性質(zhì)仍然是個(gè)謎。
Epsilon耳狀系統圖像，一個(gè)布滿(mǎn)灰塵的圓盤(pán)圍繞著(zhù)一個(gè)伴星旋轉。圖片：NASA/JPL-Caltech
爭論很長(cháng)一段時(shí)間——天文學(xué)家(Gerard)柯伊伯和[奧托]特斯利用蓋亞的新數據建立了恒星對的模型，這些恒星對可以產(chǎn)生在御夫座ε星系統中觀(guān)察到的奇異信號。多虧了蓋亞，發(fā)現雙星系統比大多數先前的估計要小，而且物質(zhì)交換正在進(jìn)行。這是一個(gè)非?；钴S的系統，“F-star正在沸騰，(而且)伴星正在抓取物質(zhì)，產(chǎn)生一個(gè)大的塵埃盤(pán)。f型恒星比太陽(yáng)略大，溫度略高。
兩世紀的謎題
1821年德國業(yè)余天文學(xué)家約翰·弗里奇(Johann Fritsch)首次注意到，從地球的角度來(lái)看，御夫座ε星的亮度已經(jīng)降低了2.5倍，這一亮度在天文級別上是“數量級”，比前一年要高，然后又慢慢恢復到先前的亮度。出于好奇，天文學(xué)家們在1848年和1876年研究了這顆恒星，并將其標記為“不規則變量”，即一顆亮度變化的恒星。1903年天文學(xué)家們仔細觀(guān)察了這顆恒星，發(fā)現它的亮度下降了6個(gè)月，接著(zhù)是長(cháng)達一年的持續變暗狀態(tài)，然后又恢復到原來(lái)的狀態(tài)。天文學(xué)家確定這顆恒星的半徑是太陽(yáng)的3000倍，這使它成為宇宙中已知的最大的恒星。對2010年事件的測量顯示，這次日食是由一個(gè)巨大的圓盤(pán)在一個(gè)f型超巨星面前經(jīng)過(guò)引起的。第二顆暗淡的星星在圓盤(pán)的中心。
但是科學(xué)家們還沒(méi)有準備好結束這場(chǎng)有200年歷史的討論，他們還在繼續討論這顆超級巨星的性質(zhì)。超巨星是宇宙中最大的恒星，它們重達100倍太陽(yáng)質(zhì)量(太陽(yáng)質(zhì)量等于太陽(yáng)的質(zhì)量)，爭論的焦點(diǎn)是它是一個(gè)超級巨星——我們預計是10到20顆太陽(yáng)質(zhì)量的恒星——還是某種虛假的超級巨星，這可能是“一件小事情，一個(gè)核心和一個(gè)巨大的氣體信封。所謂的超級巨星實(shí)際上可能是一顆質(zhì)量與太陽(yáng)相當的恒星。2010年日食發(fā)生后，美國宇航局的斯皮策太空望遠鏡和歐洲航天局的赫歇爾太空天文臺的觀(guān)測幫助減少了這些數字，但如果沒(méi)有精確的距離，天文學(xué)家就無(wú)法獲得最精確的恒星質(zhì)量。
潛在的引力波
2013年歐空局發(fā)射了蓋亞，雄心勃勃的計劃用3D地圖繪制銀河系數十億顆恒星。歐空局于2018年4月25日發(fā)布了蓋亞的第二批數據，提供了許多恒星的精確距離——包括御夫座ε星。新的數據顯示，這個(gè)奇怪的日食系統距離地球1600光年。先前的估計高達6400光年。精確的距離使天文學(xué)家能夠確定恒星的真實(shí)大小和質(zhì)量，這些細節對于理解系統至關(guān)重要。此前許多研究人員估計這兩顆恒星的質(zhì)量分別為15和12倍，但蓋亞精確的距離測量排除了這些數據。在2010年日食期間，Stencel和Gibson利用新墨西哥州Apache Point天文臺3.5米望遠鏡上的ARCES儀器研究了這個(gè)系統。
研究證實(shí)了有一股物質(zhì)流存在于圓盤(pán)中，這表明恒星仍在將它們的質(zhì)量從一個(gè)天體轉移到另一個(gè)天體上?；璋档暮阈亲畛醯闹亓渴翘?yáng)質(zhì)量的10倍，而現在明亮的恒星的重量是太陽(yáng)的5倍。這兩顆星星每隔100天繞一圈。通常大質(zhì)量的恒星比小質(zhì)量的恒星進(jìn)化得更快。然而在A(yíng)lgol雙星中，比如御夫座ε星，質(zhì)量較低的恒星在吞噬同伴物質(zhì)的過(guò)程中演化得更快。那顆奇怪的變暗的恒星可能就是這樣，在2000萬(wàn)年的時(shí)間里，質(zhì)量更大的恒星拋棄了它的物質(zhì)，其中大部分物質(zhì)最終落在了伴星身上。曾經(jīng)更大的恒星縮小了，而它的伴星卻膨脹了。根據ArXiv.org的博客Astrobites。
如今這顆曾經(jīng)較大的恒星已經(jīng)變成了一顆2.2倍太陽(yáng)質(zhì)量的冷f型恒星，而它的伴星則變成了一顆5.9倍太陽(yáng)質(zhì)量的b -矮星，周?chē)h(huán)繞著(zhù)一個(gè)圓盤(pán)，研究發(fā)表在皇家天文學(xué)會(huì )月刊上。如果它們發(fā)生碰撞，這種奇異的質(zhì)量共享的白蟻雙星在未來(lái)可能會(huì )變得更加有趣。任何數量的這些恒星都有可能成長(cháng)為一個(gè)引力波源，在此之前科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現了由兩對共享物質(zhì)的中子星產(chǎn)生的引力波，就像Algol恒星所做的那樣。盡管天文學(xué)家將繼續仔細研究在Epsilon Aurigae最近一次日食期間收集的數據，但這并不意味著(zhù)他們不會(huì )期待下一次事件。
博科園-科學(xué)科普｜文：Nola Taylor Redd/Space
