一个名字。

被你吸引，越过了这界限，x0a被你吸走了魂魄乃至血肉之躯；x0a在炽焰中，毁灭了自己。x0aYou enchanted and then devastated me....

【这其实是一篇番外。

由于今夜（一般设定在晚22时左右）氐宿、房宿皆尚未完整地出现，『华夏星夜』系列要等一等（虽然就算出现了也不一定能看见）。等待星夜运转间，我们会来一些饭后闲聊，话题随机多样，也算调剂读华夏系列可能出现的审美疲劳。

前不久有朋友留言注意到小编的笔名，其实之前也有聊聊这个名字的想法。这个让小编一见钟情的名字，远比小编重要。】什么是洛希瓣？

首先，洛希是一个人名（这还要感谢翻译），指代的是法国天文学家和数学家爱德华·洛希（Édouard Albert Roche）。呐，就是下面这位。

（Dalao清清嗓子：诸位可前来蒙彼利埃大学与某共同探讨天体力学之问题，某将不胜荣幸飨诸位以拉普拉斯星云假说之数学研究，此成果曾忝列于蒙特利埃研究会学报。某尽毕生志之道有二，其一为强引力场中小颗粒群集效应之探微，其二为轨道力学之推进......）

砰。

（......好不容易把长眠的大科学家请出来，憋了这么久，让他说说话吧，大家互相体谅一下。）

不过以Roche先生冠名的洛希瓣（Roche Lobe），个人看来是个浪漫到死的概念。它看起来确实像花瓣一样，可惜只有两片。

因为洛希瓣是一个关于二人（xīng）世界的概念。

这是与它有关的视觉效果：

而这是它的数学模型：

嫌接下来的解释太长不看的朋友们可以看这简要的几句话：

洛希瓣代表两颗靠得十分相近的恒星的引力范围，它决定了这两颗恒星表面最大的形状和界限。当其中一颗恒星在演化过程中膨胀，体积充满洛希瓣时，它的物质能够逃逸到另一颗恒星。稍详尽一些的解释如下（嫌长可跳过）：

首先，我们要知道一个叫做密近双星的概念。其实互绕的双星系统才是恒星世界的主流现象，像太阳这样的单星只占少数。恒星中一半以上是双星，还有大约10%是三合星。举我们之前在华夏系列里提到的一些例子，开阳是双星系统；角宿一也是双星系统，而大角目前来看是为数不多的单星之一（『叁』）；南门二是著名的三合星系统（『叁』）。更有甚者是仙女座的“足部”——娄宿的天大将军一，是四重星。

而密近双星，说白了就是双星系统中的两颗子星靠得太近，以至于它们之间开始有了显著的物质交流，或者说一颗子星影响着另一颗子星的演化。密近双星在双星系统中较为普遍，像目前大家比较感兴趣的引力波探测，黑洞的寻找，都与密近双星的研究联系紧密。

研究密近双星的时候，它们周围的引力场分布情况是一项重要的信息。但是引力场是随着双星的旋转而变化的；这时候我们知道，如果只考虑两颗子星之间的引力作用，则子星围绕公共质心旋转的轨道角速度ω相同，那么取转动角速度与ω 相同的转动参考系，我们就可以得到在这个视角下不随时间变化的引力场，方便研究。在这个参考系中如果要描述物体的运动还需要引入惯性离心力。

同时，引力场是矢量场，如果我们换一种方式，研究引力势和离心力势，问题就会转变成标量场的问题，更方便研究。这就好比要表示一座山的时候，地图上通常都是描绘山地的等高线，而不是用垂直于等高线的箭头表示山的陡峭程度。

而经过一系列blabla的运算（根据一个数学式吓跑一半读者的定律...此处就不再赘述了2333），我们会得到密近双星系统周围空间每一点的引力势与离心力势之和，称为洛希势。对洛希势画“等高线”，即描绘出此势为常数的点组成的一族曲面，我们就得到了洛希等势面族，也就是之前那幅图底平面上描绘的图案。

在图上我们会注意到五个被标注出来的点，称为拉格朗日点（果然某些大神的名字无处不在......）。在这五个点上，物体受到的作用力是平衡的，其中L1，L2，L3属于一类平衡点，L4，L5又属于另一类，此处不再多讲。

没错，这也是常见的日地系统中的拉格朗日点；广义上讲，此概念对于两个大天体构成的系统都适用，甚至在自然界各种运动系统中都存在拉格朗日点。在日地系统的L2点，卫星消耗很少的能量即可长期驻留，所以在那里放深空探测器、定位天体望远镜都是极好的。

不过我们这里要谈的是L1。通过L1的等势面形成了两个相接的水滴状闭合曲面，就是洛希瓣。

前面已经说过，当子星在演化过程中膨胀而体积充满洛希瓣时，它的物质能通过L1逃逸到另一颗子星。有了对等势面的了解，我们不妨用二维的思想理解三维的势能场，即在下图中，如果子星的体积充满了洛希瓣，就像杯子盛满了酒，物质会从势能低的“凹陷”处溢出，流到另外一个“杯子”里。

那么这样的物质交流会导致一些什么样的现象呢？

双星系统中一个比较常见的过程是，质量较大的那颗子星演化得较快，体积先充满洛希瓣，物质开始流向另一颗子星。根据理论计算，两颗子星的质量越相近，它们之间的距离就越小，所以随着物质的溢流，两颗星会更加靠近彼此。

通常情况下，给予质量的那颗子星的洛希瓣会由于物质的流失而变小，而接受物质的那颗子星的质量和光度都增加（部分物质的引力能以热能形式释放），同时体积也会逐渐充满洛希瓣，直到两颗星恰好接触。

质量的给予者在通常情况下会演变成白矮星，此时它已经处在恒星演化的末期阶段，体积小，亮度低，但密度很大。这个时候，它的伴星开始反过来向它输送物质。由于双星系统的旋转，这些物质进入白矮星的洛希瓣时，会环绕它运行，形成吸积盘。

白矮星的质量有一个大致等于1.44倍太阳质量的上限，称为钱德拉塞卡极限。吸积物质后，若白矮星的质量小于这一极限，可能会出现伴星的物质在白矮星表面堆积引发热核爆炸的现象，即新星爆发。新星爆发会在短时间内阻止物质继续堆积，并会让白矮星持续几周都异常明亮。

若白矮星的质量超过了钱德拉塞卡极限，白矮星就会瞬间坍缩，这就是I（罗马数字1）a型超新星爆发。Ia型超新星爆发被认为是宇宙中大部分铁元素的来源。新星爆发是白矮星的外层爆发，对于同一颗白矮星有再次发生的可能性；而Ia型超新星爆发只会发生一次，它将彻底毁灭白矮星，留下伴星独自在这茫茫宇宙中......

值得一提的是，由于Ia型超新星爆发时质量一定，它们爆发产生的能量也一定，所以最大亮度基本稳定（当然他们也是极亮的）。这使它们能够作为宇宙中的标准烛光，可以用来测量宇宙中遥远的距离，甚至用来推算宇宙的膨胀速度和暗能量的分布等等。

除了上述现象，还存在着双星系统中的子星演化为中子星或黑洞的情况。中子星一般会表现为旋转着的发出周期性辐射信号的脉冲星，在物质落到吸积盘上时会发出强X射线辐射；而黑洞引力场更强，会发出X射线甚至更高能的辐射。囿于篇幅，此处不再多讲。

恒星们也有他们自己的史诗。嗯，这就是洛希瓣的含义。当然，字面意义上也可以是河图洛书的洛，大音希声的希，“如雪乱、拂了一身还满”的瓣；或者“希瓣”是“当花瓣离开花朵”；或者谐音为“落溪瓣”。所有这些，包括洛希瓣的本意，其实传达的都是同一种心境。

春天已经真正到来，祝愿大家在星海和花海中长醉不愿醒^_^

原文链接中也给大家备份了YouTube上的一只小视频，模拟了一对双星系统的一生。在视频里也可以看到超新星爆发后剩下那颗伴星的结局。欢迎（翻墙）戳～

（参考书籍：

向守平《天体物理概论》；

吴学兵《基础天文》第十讲 双星与变星ppt）

P.S. 番外篇也要放正文传送门～和小编一块复习吧w

莫相忘，华夏星夜『壹』

落星如雨，何处是阑珊                          ——莫相忘，华夏星夜『贰』

龙角知时节，当春乃发生               ——莫相忘，华夏星夜『叁』

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