在浩瀚的银河系中，我们发现的半数以上的恒星都是双星体，它们之所以有时被误认为是单个恒星，是因为构成双星的两颗恒星相距得太近了。它们绕共同的质量中心作圆形轨迹运动，以至于我们很难分辨它们，这其中包括著名的第一亮星天狼星。天狼星主星天狼A的质量为2.3个太阳质量，其伴星天狼B是一颗质量仅为0.98个太阳质量的白矮星。按照恒星的演化理论，质量大的恒星将很快演化，将首先耗尽其氢燃料；质量小的则有着很长的寿命。而一颗质量小于太阳的恒星从其诞生到白矮星至少要经过长达100亿年的历史。而天狼星A有2.3个太阳质量，应该比其伴星更快演化，但事实上此星明显正在进行氢燃烧，是一颗完全正常的恒星。质量大的恒星还没有耗尽氢燃料，而质量小的相反却已经耗尽了氢而处于寿命的后期。这种情况不是唯一的，英仙座的大陵五双星及其他很多恒星也有类似情况，这些对双星中都有一颗是白矮星或是中子星，甚至有可能是一个黑洞下面我们假设我们可以观测到一对双星的演变过程，作一次实地跟踪观狈扎最初，A星的质量为2·3个太阳质量，B星为1.5个太阳质量。这以后，正如单个恒星演化过程一样，质量较大的恒星演化得很快，A星首先消耗掉了大量的氢元素，其外层慢慢膨胀起来，而其内部已经形成了一个半径约为太阳几十分之一的白矮星氦核。当A星外壳开始进人B星的引力范围时，A星的表面物质开始受B星的引力离开A星表面流向B星表面。但由于两星相互公转以及B星的自转，流来的物质并不立即落在表面，而是先在B星周围随B星自转形成一个碟状气体盘，然后才能逐步降落在B星表面。于是A星不断有物质转移到B星，这使得A星的老化进程急剧加快，并以更快速度膨胀，甚至将B星的轨道吞没。这个过程将持续数万年。这以后，A星耗尽了它所有的剩余氢，而其巨大的外壳可以伸展到十几个太阳半径之外，但最终大部分将被B星所吸收。此刻，A星基本上全是由氦组成了，很快膨胀为一颗红巨星，其半径不断增大，质量仅仅剩下原来的1/5左右，而B星质量则增至原来的2倍多。这样’质量对比发生了明显变化：A星成了质量较小的致密的白矮星，而B星由于吸收了A星的大部分质量，体积增加了许多，成为双星中质量较大的恒星。在A星周围原来膨胀的外壳在失去膨胀力后一部分逐渐降落在小白矮星上，而B星正处于中年期，继续其正常恒星的演化。这就是我们现在看到的天狼星及其伴星的情况。
这以后，这对双星继续演化，像原来一样，质量较大的恒星将以很快的速度进行演化，并在耗尽其内核附近的氢燃料后开始了膨胀，进人红巨星阶段。此时，A星的强大引力将慢慢对B星不断膨大的表面上的物质起作用，物质开始从B星表面迅速流向A星。像从前一样，流质在A星周围形成气体盘，并不断降落在A星表面。以后的时间里，B星由于丢失大量物质而缺少燃料迅速老化膨胀；A星则可能由于吸附了大量物质而塌陷成中子星甚至黑洞。B星将终于发生超新星爆发而结束其一生，把身体的大部分质量抛向宇宙，而在其中心留下一个致密的白矮星或中子星。
一对双星就这样转化成一对仍然相互作用转动的白矮星、中子星或黑洞。由于其间复杂的引力作用，双星的演化过程比单个恒星要短得多。这些特点，使我们有机会看到恒星演化的更多奇观。
共生星
共生星是较新发现的一种类型的天体。共生星是单星还是双星，限于观测技术的制约还不能有结论。科学家们正日夜监视着这些星座，以期获得更多的信息。
那是20世纪30年代的事情。当时天文学家在观测星空时发现了一种奇怪的天体，对它的光谱进行的分析表明，它既是“冷”的，只有两三千摄氏度；同时又是十分热的，达到几万摄氏度。也就是说，冷热共生在一个天体上。1941年，天文学界把它定名为“共生星”。它是一种同时兼有冷星光谱特征（低温吸收线）和高温发射星云光谱（高温发射线）的复合光谱的特殊天体。几十年来已经发现了约100个这种怪星。许多天文学家为解开怪星之谜耗费了毕生精力。我国已故天文学家、北京天文台前台长和茂兰早在20世纪四五十年代在法国就对美丽而又神秘的共生星星体进行过不少观测研究，在国际上有一定影响。此后，我国另一些天文学家也参加了这项揭谜活动。
半个多世纪过去了，但它的谜底仍未完全揭开。
最初，一些天文学家提出了“单星”说。认为这种共生星中心是一个属于红巨星之类的冷星，周围有一层高温星云包层。红巨星是一处于比较晚期的恒星，它的密度很小，而体积比太阳大得多，表面温度只有两三千摄氏度。可是星云包层的高温是从何而来的呢？人们却无法解释。太阳表面温度只有6000°C，而它周围的包层——日冕的物质非常稀薄，完全不同于共生星的星云包层。因此，太阳算不得共生星，也不能用来解释共生星之谜。
也有人提出了“双星”说，认为共生星是由一个冷的红巨星和一个热的矮星（密度大而体积相对较小的恒星）组成的双星。但是，当时光学观测所能达到的分辨率不算太高，其他观测手段尚未发展起来，人们通过光学观测和红外测量测不出双星绕共同质心旋转的现象。而这是确定是否为双星的最基本特征之。
在1981年所进行的学术讨论会上，人们只是交流了共生星的光谱和光度特征的观测结果，从理论上探讨了共生星现象的物理过程和演化问题。在那以后，观测手段有了很大发展。天文学家用X射线、紫外线、可见光、红外射电波段对共生星进行了大量观测，积累了许多资料。共生星之谜的帷幕在逐渐揭开。
近些年，天文学家用可见光波段对冷星光谱进行的高精度视向速度测量证明，不少共生星的冷星有环绕它和热星的公共质心运行的轨道运动，这有利于说明共生星是双星。人们还通过具有高的空间分辨率的射电波段进行探测，查明了许多共生星的星云包层结构图，并认为有些共生星上存在“双极流”现象（从一个星的两个极区向外喷射物质）。现在，大多数天文学家都认为，共生星可能是由一个低温的红巨星或红超巨星和一个具有极高温度看不见的极小的热星以及环绕在它们周围的公共热星云包层组成。它是一种处于恒星演化晚期阶段的天体。
有的天文学家对共生星现象提出了这样一种理论模型。共生星中的低温巨星或超巨星体积不断膨胀。其物质不断外溢，并被邻近的高温矮星吸积，形成一个巨大的圆盘，即所谓的“吸积盘”。吸积过程中产生强烈的冲击波和高温。由于它们距离我们太远，我们区分不出它们是两个恒星，而看起来像热星云包在一个冷星的外围。
有的共生星属于类新星。类新星是一种经常爆发的恒星。所谓爆发是指恒星由于某种突然发生的十分激烈的物理过程而导致能量大量释放和星的亮度骤增许多倍的现象。仙女座z型星是这类星中比较典型的由一个冷的巨星和一个热的矮星外包激发态星云组成的双星系统，经常爆发，爆发时亮度可增大数10倍。它具有低温吸线和发线存的典型生星光谱的特征。但是双星说并未能最后确立自己的阵地。
这其中一个重要原因是迄今为止未能观测到共生星中的热星。星体科学家只不过是根据激发星云所属的高温间接推理热星的存在，从理论上判断它是表面温度高达几十万°0的白矮星。许多天文学家都认为，对热星本质的探索，应当是今后共生星研究的重点方向之一。
此外，他们认为，今后还要加强对双星轨道的测量，进一步收集关于冷星的资料，以探讨其稳定性。
天文学家们指出，对共生星亮度变化的监视有重要意义。通过不间断的监视可以了解其变化的周期性，有没有爆发，从而有助于揭开共生星之谜。但是共生星光变周期有的达到几百天，专业天文工作者不可能连续几百天盯住这些共生星，因此，他们特别希望天文爱好者能共同来监视。
揭开共生星之谜，对恒星物理和恒星演化的研究都有重要的意义。但要彻底揭开这个谜看来还需要付出许多艰苦的努力。
脉冲星
脉冲星就是高速旋转的中子星。地球自转一周是24小时，而脉冲星自转一周只需0.001337秒，可见它转得有多快。唯其如此，它才能发出被人类接收到的射电脉冲，从而被人类发现。如果人类没有发明射电望远镜，这类星不是就“藏在深闺人未识”了吗？
人们最早认为恒星是永远不变的。而大多数恒星的变化过程是如此的漫长，人们也根本觉察不到。然而，并不是所有的恒星都那么平静。后来人们发现，有些恒星也很“调皮”，变化多端。于是，就给3卩些喜欢变化的恒星起了个专门的名字’叫“变星”。
脉冲星，就是变星的一种。脉冲星是在1967年首次被发现的。当时，还是一名女研究生的贝尔，发现狐狸星座有一颗星发出一种周期性的电波。经过仔细分析，科学家认为这是一种未知的天体。因为这种星体不断地发出电磁脉冲信号，人们就把它命名为脉冲星。
脉冲星发射的射电脉冲的周期性非常有规律。一开始，人们对此很困惑，甚至曾想到这可能是外星人在向我们发电报联系。据说，第一颗脉冲星就曾被叫做“小绿人一号”。
经过几位天文学家一年的努力，终于证实，脉冲星就是正在快速自转的中子星。而且，正是由于它的快速自转而发出射电脉冲。
正如地球有磁场一样，恒星也有磁场；也正如地球在自转一样，脉冲星恒星也都在自转着；还跟地球一样，恒星的磁场方向不一定跟自转轴在同一直线上。这样，每当恒星自转一周，它的磁场就会在空间划一个圆，而且可能扫过地球。
那么岂不是所有恒星都能发脉冲了？其实不然，要发出像脉冲星那样的射电信号，需要很强的磁场。而只有体积越小、质量越大的恒星，它的磁场才越强。而中子星正是这样高密度的恒星。
另一方面，恒星体积越大、质量越大，它的自转周期就越长。我们很熟悉的地球自转一周要24小时。而脉冲星的自转周期竟然小到0.001337秒！要达到这个速度，连白矮星都不行。这同样说明，只有高速旋转的中子星，才可能扮演脉冲星的角色。
这个结论引起了巨大的轰动。因为虽然早在20世纪30年代，中子星就作为假说而被提了出来，但是一直没有得到证实，人们也不曾观测到中子星的存在。而且因为理论预言的中子星密度大得超出了人们的想象，在当时，人们还普遍对这个假说抱怀疑的态度。
直到脉冲星被发现后，经过计算，它的脉冲强度和频率只有像中子星那样体积小、密度大、质量大的星体才能达到。这样，中子星才真正由假说成为事实。这真是20世纪天文学上的一件大事。因此，脉冲星的发现，被称为20世纪60年代的四大天文学重要发现之一。
至今，脉冲星已被我们找到了不少于1620颗，并且已得知它们就是高速自转着的中子星。
脉冲星有个奇异的特性一短而稳的脉冲周期。所谓脉冲就是像人的脉搏一样，一下一下出现短促的无线电信号，如贝尔发现的第一颗脉冲星，每两个脉冲间隔时间是1.337秒，其他脉冲还有短到0.0014秒的，最长的也不过11.765735秒。那么，这样有规则的脉冲究竟是怎样产生的呢？天文学家已经探测、研究得出结论，脉冲的形成是由于脉冲星的高速自转。那为什么自转能形成脉冲呢？原理就像我们乘坐轮船在海里航行，看到过的灯塔一样。设想一座灯塔总是亮着且在不停地有规则运动，灯塔每转一圈，由的灯就到们的船上一次。不断旋转，在我们看来，灯塔的光就连续地一明一灭。脉冲星也是一样，当它每自转一周，我们就接收到一次它辐射的电磁波，于是就形成一断一续的脉冲。脉冲这种现象，也就叫“灯塔效应”。脉冲的周期其实就是脉冲星的。
然而灯塔的光只能从窗口射出来，是不是说脉冲星也只能从某个“窗口”射出来呢？正是这样，脉冲星就是中子星，而中子星与其他星体（如太阳）发光不一样，太阳表面到处发亮，中子星则只有两个相对着的小区域才能辐射出来，其他地方辐射是跑不出来的。即是说脉冲星表面只有两个亮斑，脉冲星别处都是暗的。这是什么原因呢？原来，脉冲星本身存在着极大的磁场，强磁场把辐射封闭起来，使脉冲星辐射只能沿着磁轴方向，从两个磁极区出来，这两个磁极区就是中子星的“窗口”。
脉冲星的辐射从两个“窗口”出来后’在空中传播，形成两个圆锥形的辐射束。若地球刚好在这束辐射的方向上，我们就能接收到辐射，且每转一圈，这束辐射就扫过地球一次，也就形成我们接收到的有规则的脉冲信号。
灯塔模型是现在最为流行的脉冲星模型。另一种磁场振荡模型还没有被普遍接受。
脉冲星是高速自转的中子星，但并不是所有的中子星都是脉冲星。因为当中子星的辐射束不扫过地球时，我们就接收不到脉冲信号，此时中子星就不表现为星。
