每天晚上照亮天空的星星是永恒的，这可能很容易让人想到。天文学教授约翰·托斯滕森更清楚。在过去的四十年里，他一直在研究灾难性的双星，即一对恒星在近距离内相互环绕:一颗闷烧的死恒星被称为白矮星，另一颗像我们的太阳一样，处于生命的黄金时期，被拉进了死恒星的轨道。
这颗白矮星逐渐从它的伴星那里吸走热气体，形成一个可以随机间隔闪耀的环。对于地面上的观察者来说，这两颗星看起来像一个整体，随着时间的推移变得越来越亮，越来越暗。
“这提醒我们，恒星有生命周期，并随着时间的推移而进化，”Thorstensen说。“即使是星星也不是永恒的。”
业余天文学家喜欢灾难性双星，也被称为灾难性变星，简称CVs，因为它们间歇性爆发的亮度足以用基本的望远镜看到。1980年，托尔斯滕森来到达特茅斯学院后，就把简历当成了他毕生的工作。到目前为止，已经统计了1万多起，但只有一小部分被详细描述过。
今天，天文学家已经计算出了大约1000个cv的轨道周期。轨道周期——通常是几个小时——大致揭示了两颗恒星的距离有多近，以及它们在演化过程中的位置。在他的职业生涯中，托尔斯滕森发现了自己的几次灾难性事件，并描述了数百次，其中包括2020年调查中的30份“短期”简历。
近年来，本科生们通过天文学外国研究项目加入了托尔斯坦森的搜寻行列。学生们在开普敦大学(University of Cape Town)度过冬季学期，学习达特茅斯学院(Dartmouth)天文学教授的课程，沉浸在南非文化中。这次旅行的亮点是对南非萨瑟兰天文台为期一周的访问，萨瑟兰位于开普敦以北四小时车程的偏远地区。学生们往返天文台的交通费和住宿费都是由克劳迪娅和杰伊·威德慷慨捐赠的。
今年春天，托尔斯坦森和四名学生带着距地球1000至3000光年的七次大灾难的新细节返回，这是迄今为止最有成果的一次访问。他们的观察结果发表在《天文学杂志》上。
探索南非耀眼的夜空
南非位于非洲的最南端，与动荡的南大洋接壤，以其令人惊叹的偏远景观而闻名。它的星空可能不太为人所知。国家天文台坐落在沙漠高原上，是南半球最大的光学望远镜和许多小型仪器的所在地。
在驱车前往那里的路上，定居点之间的距离越来越远。一旦太阳落山，光线的缺失是惊人的。每天晚上，学生们都会带着他们的“夜间午餐”从宿舍出发。经过一英里长的徒步旅行，他们将到达天文台，打开设备，等待。
“太阳一下山，天就黑得连手都看不见了，”来自达拉斯的天文专业学生、23岁的蔡斯·阿尔瓦拉多·安德森说。“然后你的眼睛会调整，它会立刻发出声音。天空看起来就像一块涂了白漆的黑色画布。”
来自华盛顿特区的天文学专业同学阿比盖尔·巴罗斯(Abigail Burrows)也同样感到眼花缭乱。“当你习惯了黑暗，天空就会在你眼前爆炸，”她说。“每次你回头看一个地方，你都会看到越来越多的星星。我们看到了南十字星座，大大小小的麦哲伦云，在早上的早些时候，我们看到了银河面。”
新冠肺炎疫情使这次旅行推迟了两年。到了大四的时候，两个学生都不确定自己能不能去。阿尔瓦拉多-安德森曾去过图森附近基特峰的MDM天文台，达特茅斯学院是一个学校联盟的一部分。巴罗斯从未到过欧洲以外的地方。这个冬天，星星排成一行。今年2月，他们早已完成了学业，飞往开普敦。
托尔斯坦森也准备好了。从1万个目标目录中，他选择了那些看起来相对明亮、鲜为人知、可以用相对普通的设备观察到的简历。他们在研究中使用的20世纪40年代的望远镜有一个1.9米的镜子，与天文台著名的SALT望远镜相比很小。但它仍然有足够的能量来收集他们需要的测量数据。
安装在望远镜上的光谱仪，是一种把光分成不同颜色或波长的仪器，就像棱镜把白光分成彩虹一样。每个波长的光量告诉你恒星是由什么组成的。所有的恒星都含有氢，当观测到它的α光谱线发射时，它会发出深红色的光，正是这种元素让你可以测量它们的速度。当一颗恒星远离观测者时，它发出的光被拉伸成更长、更红的波长;当它向观察者移动时，它的波长缩短并向蓝色方向移动。
由于多普勒效应，恒星的速度越快，波长的变化就越大，当救护车或消防车远离你时，这种现象会导致警笛的音调下降。通过测量目标cv的波长变化，学生们能够记录它们的速度，从而计算出它们的轨道周期。
他们发现，这七次大灾变都是典型的，在几个小时的时间内相互环绕，速度通常超过每秒100英里。他们研究的四颗恒星一直很亮，属于一类被称为类新星的变星，而其他的则是有小爆发的矮新星。
“这些系统具有相似的物理特性，但根据你拥有的副恒星的类型，它们可能看起来非常不同，”巴罗斯说。
每次测量可能需要几个小时。如果湿度太高，学生们就得关掉望远镜。
阿尔瓦拉多-安德森在这次旅行中发表了他的第一篇论文，熟练掌握了IRAF、PyRAF和ds9等天文学项目，并就如何通过研究生院的资格考试提出了建议。阿尔瓦拉多-安德森现在前往斯坦福大学攻读行星科学博士学位，他说这次旅行重申了他对太空和恒星的热爱。
这也改变了他对所有简历核心的白矮星的看法。之前，他看到的是一颗耗尽燃料的死恒星的致密核心。今天，他看到了一颗恒星，它通过吸走邻居的气体，恢复了生命。
他说:“把这个过程想象成重生是很有趣的。”
