从望远镜发明开始，天文学家就发现许多恒星拥有一颗伴星，它们成双成对，相互绕转，像是处在幸福的婚姻中，我们称之为双星。星团是曾经有大批恒星集中诞生的地方，目前仍然依靠引力维持为一个密集的整体。那么在星团这样一个“聚众”的社区环境中，恒星的已婚率有多少呢？它们也会离婚吗？维持恒星“婚姻”幸福的要素有哪些呢？这其中，环境（恒星的聚集程度）又扮演了怎样的角色呢？

　　这些问题并不容易回答。原因是对于遥远的星团，望远镜尚不足以把两颗恒星的图像分开，只能当一个点源来测量其光度。与单星相比，双星的光度是主星（大质量）和伴星（小质量）的叠加，在星团的颜色星等图上比主序星更红更亮。当双星的质比很小（伴星的质量比主星的质量小很多）的时候，光度上的增量是很微弱的，以至于难以和单星区分开。这给双星比例（f_b）以及双星质比分布指数（g_q）的研究带来了巨大挑战，更不用说去仔细探讨星团环境对这两个物理参数的影响了。 

　　近日，中国科学院上海天文台天体物理研究室星团和银河系结构课题组博士研究生李璐和她的导师邵正义等人，设计了一个巧妙的途径，在星团的颜色星等图上建立严格的混合分布模型(mixture model)，可以避免对双星的证认而直接测量双星的比例和质比参数。同时，他们还利用优化的高斯过程（Gaussian process），精准确定了单星的主序及其展宽，保证了双星拟合参数同时具备精度和准度。该方法被用于一个具有 Gaia测光^[注1]和自行^[注2]成员的中等年龄的疏散星团NGC3532，首次获得了双星的统计性质受星团内部动力学影响的明确证据。  

　　图 1：南天疏散星团 NGC3532。图像来自 ESO。 

　　 该工作目前已被天文学国际核心期刊《天体物理杂志》（ApJ）正式接收发表。正如审稿人所言：“The paper proposes an exciting approach to the determination of properties of the binary population in open clusters. The results for NGC 3532 are also of great interest.” 

　　研究发现，该疏散星团中有 27%的成员为双星系统，它们的质比呈大致均匀的分布。进一步的研究表明，如果按主星质量的大小分成两个子样本，那么质量相对小的恒星中双星的占比较少，并且呈现出小质比（两颗星质量相差较大）双星更少的趋势。分析表明，这是由于双星在星团中会受到动力学效应的影响，当双星和另一颗单星发生三体交会时，主星质量小的，或者质比较小的双星，束缚能较小，更容易瓦解。另一方面，如果按恒星离团的中心距离来划分样本，那么星团中心的双星比例少，并且小质比的双星更少。这是由于星团中心恒星密度相对比外围更高，三体交会发生的频率高，因此呈现出双星性质对于到星团中心距离的这种依赖关系。 

　　图 2：NGC3532 的双星比例（f_b）及双星质比分布指数（g_q）的拟合结果，以及不同子样本之间的对比。左：按主星质量划分样本；右：按离星团中心的距离划分样本。g_q越大表明样本中小质比双星占比更少。 

　　通俗而言就是：在疏散星团中恒星的已婚率接近30%；双星在星团中心区域会频繁受到第三者的扰动而导致离婚（瓦解）；如果将一颗恒星的质量比作一个人的财富程度，那么富有的，或者门当户对的婚姻更能维持稳定，如果做不到，那请远离人多的地方，至少受到第三者的诱惑少一点。 

　　注1：Gaia：全新一代空间天体测量卫星，旨在精确观测银河系内数以亿计的恒星，从而实现银河系三维勘察，绘制出银河系最精确、最大的三维“地图”，解释银河系的组成、形成和演化。 

　　注2：自行：指恒星于一年内沿着垂直于视线方向走过的距离对观测者所张的角度。 

　　论文在线链接：https://arxiv.org/abs/2008.04684 

　　科学联系人： 

　　李璐，中国科学院上海天文台，lilu@shao.ac.cn 

　　邵正义，中国科学院上海天文台，zyshao@shao.ac.cn 

　　新闻联系人： 

　　左文文，中国科学院上海天文台，wenwenzuo@shao.ac.cn