二元系统的分类和进化，其恒星的命运取决于哪些因素？
作者：文/虞子期
在宇宙的数十亿个星系中，都包含着许多巨大而发光的等离子球体，它们被称作恒星。而它们中大约80%的恒星都是多星系统成员，即两颗、或多颗恒星所组成的系统，其中最常见的多星系统，便是由两颗恒星组成的二元星系。比如，当我们抬头望向头顶这片天空时所看到的单个光点，其中大约有五分之四的部分，都是由多颗恒星一起旋转而散发出的光芒。它们的存在不仅对恒星的分类有益，还可能对生命的发展走向带来影响，所以，我们才更需要了解这些特殊系统的分类和演化，比如，该系统中恒星的命运和哪些因素有关？
当气体云坍塌时，往往会分裂成两个或更多的云，然后分别形成恒星；或者，当一颗恒星与两个、甚至多个恒星近距离碰撞时，另一颗恒星被捕获。作为多星系统中最常见的二元系统，这样的双星在天文学领域发挥了特别重要的作用。在许多这样的二进制系统中，恒星的演化都是独立进行的，但却在彼此引力的相互作用下围绕着共同的质心轨道运行，它们就像是两个远离的朋友，偶尔会通过电子邮件或电话的方式保持联系。科学家们用宽双星来分类这样的二元星系，它们具有彼此分离的轨道，所以能对同伴产生的影响很小。并且，这些恒星的高层大气还能产生X射线，虽然它并不如其他X射线双星那样引人注目，但“宽二进制”却拥有举足轻重的地位，因为科学家们通过对其轨道的大小和周期观察，在应用了引力理论之后，得到了一种测量恒星质量的最佳方式。
还有一些多星系统，被称为近似二进制的二元系统，由于两个恒星之间的距离非常接近，因此，它们可以在相互转移物质的同时，改变恒星原本的外观，甚至是演化方式，就好比我们生活中特别亲密的朋友和家人，他们的行为总是会对我们的生活带来重要影响。比如，当一个二元星系中存在着两个大质量的恒星A和B，由于其中A恒星的质量相对更大，那么A也会更早成为红巨星。但是，随着它的尺寸越来越大，恒星A的大部分质量都会被倾倒在恒星B上，这两颗恒星的外观便也因此而发生了变化。恒星A很快就在核燃料耗尽之后爆炸，于是形成了一颗超新星，留下了一颗中子星、又或者是黑洞。而当再晚些时候，恒星B也演化成为了红巨星，其流入黑洞或中子星的物质便会产生异常强烈的X射线源。
恒星B的命运并不是自己就可以完全决定，而是取决于两颗恒星的质量和轨道细节：它可以螺旋成A，形成了一个更大的黑洞；它也可能会发生爆炸，形成的超新星破坏了二元星系。当恒星A和恒星B的质量和太阳质量大致相同的时候，它们的最终形态会是白矮星，而不是之前所提到的黑洞或中子星。即使恒星A将物质都倾倒在了恒星B上，但仍然能够产生强大的X射线源，在极少数的情况下，它甚至还会向白矮星转移更多物质。当然，二元星系也可以根据其观察方式进行分类，它们分别为可视双星（分离得足够宽）和食双星（导致日食）。并且，被称为双星的恒星并不一定在现实中彼此靠近，也可能是天空中那些在视觉上紧密相连的两颗恒星。
当恒星绕着银河系行进，巨大恒星捕捉到一颗普通恒星，形成了一个新的二元星系，这样的事件是非常罕见的。而更常见的二元星系，应该是由气体和尘埃的探索而形成的两颗或多颗恒星，这些恒星虽然不一定具有很多相同点，但却会一起经历一系列演变。科学家们探测到的第一个双星是视觉双星，于1617年被科学家伽利略·伽利莱发现，而“二元”这个术语则是在1802年开始用来指代这些双星。当这对恒星相互拉扯的时候，科学家们可以从中获取恒星的半径、温度，以及计算一些重要尺寸，它们对表征宇宙中的单个主序星也起到了帮助作用。
与此同时，多个系统中的恒星会直接影响生活，比如，科学家们已经发现，有不少行星都围绕多颗恒星运行，而生命的进化都会受到这些恒星轨道的影响，它们需要的是一个相对更加稳定的系统。最初，这样的二元系统看起来总是令人生畏，因为这些远离行星的恒星会改变它们所接收到的光和热，比如，宽双星系统可能会产生生命最终的发展条件。纵然二元系统中一定也存在着可居住区域，其行星表面可能有液态水的存在，但生命却很可能没有好的立足点。比如，Kepler-47c，围绕两颗恒星旋转使得外围呈现出椭圆形，甚至有时还会把行星带出该区域。这样的系统还存在许多不稳定性和辐射，我们很难设想复杂的生命可以随着它需要的规律而进行演变，这样的星球往往不具有足够稳定的太空天气，以防止热浪和辐射对周围行星生命机会的干预。