下次当你感谢幸运星时，你可能会想要祝福双星。新的计算表明，一颗外层被伴星撕裂的大质量恒星最终会比单独诞生的恒星释放更多的碳。
德国加兴马克斯·普朗克天体物理研究所的天体物理学家罗布·法默说：“这颗恒星产生的碳大约是单颗恒星的两倍。”
地球上的所有生命都以碳为基础，碳是宇宙中第四丰富的元素，仅次于氢、氦和氧。就像几乎所有比氦重的化学元素一样，碳是在恒星中形成的（ 序列号：2/12/21）。对于许多元素，天文学家已经能够确定其主要来源。例如，氧气几乎完全来自大质量恒星，其中大部分会爆炸，而氮气主要由低质量恒星产生，不会爆炸。相比之下，碳在大质量和小质量恒星中都会出现。天文学家想确切地知道哪些类型的恒星形成了这种重要元素的大部分。
法默和他的同事专门研究了至少比太阳重八倍的大质量恒星，并计算了它们在有或没有伴侣的情况下的行为方式。大质量恒星核心的核反应首先将氢转化为氦。当核心耗尽氢时，恒星就会膨胀，很快核心就开始将氦转化为碳。
但大质量恒星通常有伴星，这给故事情节增添了一个转折：当恒星膨胀时，伴星的引力会撕裂较大恒星的外壳，暴露氦核心。这使得新铸造的碳能够通过颗粒流流入太空。
“在这些非常大的恒星中，这些风非常强大，”法默说。例如，他的团队的计算表明，一颗质量为太阳 40 倍的恒星及其附近伴星的恒星风在死亡前会喷射出 1.1 个太阳质量的碳。相比之下，一颗诞生时质量相同的恒星仅喷射出相当于 0.2 个太阳质量的碳，研究人员在 10 月 8 日提交给 arXiv.org 并在 arXiv.org 上发表的论文中报告说。 天体物理学杂志 .
如果这颗大质量恒星随后爆炸，它的表现也可能优于单个大质量恒星的超新星。这是因为，当伴星除去大质量恒星的外壳时，氦核心会收缩。这种收缩会在核心之外留下一些碳。因此，核反应无法将碳转化为氧等较重元素，从而导致更多的碳因爆炸而被抛入太空。如果恒星是单颗恒星，其核心就会破坏掉大部分碳。
通过分析不同质量的大质量恒星的输出，法默的团队得出结论，双星中的平均大质量恒星通过风和超新星爆炸喷出的碳量是普通大质量恒星的 1.4 至 2.6 倍。
考虑到双星中有多少大质量恒星，天文学家斯坦·伍斯利表示，正如研究人员所做的那样，强调双星演化有助于确定关键元素的起源。但“我认为他们基于可能对不确定物理学敏感的模型提出的主张过于强烈，”加州大学圣克鲁斯分校的伍斯利说。他说，特别是，我们对大质量恒星的质量损失率了解还不够充分，无法断言单星和双星之间碳产生的具体差异。
法默承认存在不确定性，但“总体情况是良好的”，他说。“双星系统正在产生更多的 [碳]。”
