在宇宙中,太陽系這樣的單星系統(tǒng)并不少見,但類似于比鄰星的雙星系統(tǒng)卻相當(dāng)普遍。大多數(shù)恒星都存在于雙星或三星系統(tǒng)中,這與太陽系這個(gè)能夠穩(wěn)定運(yùn)行百億年的單星系統(tǒng)形成了鮮明對(duì)比,也因此成為外星文明,例如三體人,覬覦的對(duì)象。
恒星通常在各種不同的星云中形成,而星云的物質(zhì)密度越高,其中的氣體和塵埃越多,從而導(dǎo)致形成的恒星質(zhì)量和體積較大。在塵埃密度較高的星云中,恒星在形成之前就經(jīng)歷了激烈的競爭,這就導(dǎo)致在同一片星空中形成了不同質(zhì)量的恒星。
恒星形成的過程中伴隨著強(qiáng)大的引力場產(chǎn)生,這些引力場促使恒星迅速成長,并與其他恒星產(chǎn)生引力相互作用,使得距離較近的恒星形成雙星或三星系統(tǒng)。比如,比鄰星就是一個(gè)類似雙星系統(tǒng)的三恒星系統(tǒng),其兩顆黃矮星共享相同的軌道。然而,由于恒星形成具有隨機(jī)性,導(dǎo)致它們的成長速度各異,因此在由多顆恒星組成的系統(tǒng)中,恒星的質(zhì)量差異可能很大。
以比鄰星為例,它的兩顆母恒星南門二A和南門二B存在較大的質(zhì)量差異。其中,一顆的質(zhì)量大約是太陽質(zhì)量的1.1倍,而另一顆的質(zhì)量是太陽質(zhì)量的0.9倍。雖然在數(shù)字上看差異不大,它們都屬于黃矮星,但從壽命的角度來看,這兩顆恒星的壽命卻相差甚遠(yuǎn)。質(zhì)量較大的那顆壽命僅約為80億年,而質(zhì)量較小的那顆則擁有大約150億年的壽命。在兩者都處于主序星階段時(shí),它們不會(huì)發(fā)生引人注目的事件,但當(dāng)壽命較短的那顆結(jié)束主序星階段后,一系列不可預(yù)測的事件就會(huì)發(fā)生。
恒星結(jié)束主序星階段后,會(huì)有三種可能的結(jié)果:成為白矮星(質(zhì)量在0.8至1.44太陽質(zhì)量之間的恒星結(jié)局)、成為中子星(質(zhì)量在2至3太陽質(zhì)量之間的恒星結(jié)局)或成為黑洞(質(zhì)量超過3太陽質(zhì)量的恒星結(jié)局)。這將導(dǎo)致整個(gè)恒星系統(tǒng)重新進(jìn)入新的穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài),使得各個(gè)恒星之間的距離更近。
然而,問題出在質(zhì)量較小的恒星身上。當(dāng)這顆恒星經(jīng)歷氦閃后,內(nèi)部的核聚變反應(yīng)會(huì)更加劇烈,能量爆發(fā)更強(qiáng)烈。由于能量爆發(fā)速度超過了能量向外傳輸?shù)乃俣龋阈情_始膨脹。膨脹后的恒星,如果距離另一顆恒星殘骸較近,將引起嚴(yán)重問題。強(qiáng)大的引力將開始抽取恒星的物質(zhì),隨著物質(zhì)被抽取越來越多,白矮星可能發(fā)生超新星爆發(fā),演化成中子星,而中子星如果吞噬的質(zhì)量足夠,可能演化成黑洞。在這個(gè)過程中,雙極都會(huì)釋放強(qiáng)大的伽馬射線暴,使得兩顆恒星以上的系統(tǒng)并不會(huì)安安靜靜地終結(jié)。
當(dāng)恒星演化成紅巨星,另一顆恒星或恒星殘骸吞噬其物質(zhì)時(shí),恒星是否會(huì)變年輕,是否會(huì)回到初始狀態(tài)呢?實(shí)際上,如果恒星膨脹后其物質(zhì)被吞噬,這顆恒星的死亡速度會(huì)更快。吞噬并不能使其重新年輕,也無法讓其再次煥發(fā)生機(jī)。當(dāng)大量物質(zhì)被吞噬后,紅巨星的引力將變得更弱,更加無法抵抗其被吞噬的命運(yùn)。
如果吞噬的狀態(tài)被中斷,例如在將紅巨星吞噬到只剩下重物質(zhì)內(nèi)核時(shí),吞噬被終止,這顆恒星可能會(huì)發(fā)生一些特殊的現(xiàn)象。雖然目前尚未發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象,但這種可能性確實(shí)存在。在吞噬終止后,由于失去了大量質(zhì)量,內(nèi)部的核聚變反應(yīng)也會(huì)停止。由于其內(nèi)部重物質(zhì)含量較大,成為一顆行星的可能性并非不可能。然而,這仍需恒星與其他天體的距離足夠遠(yuǎn),否則會(huì)因引力撕裂而導(dǎo)致其無法穩(wěn)定存在。