寻找太阳长期失散的同胞兄妹

寻找太阳长期失散的同胞兄妹

我们的太阳是一颗孤独的恒星，它发出的光要经过4年多的时间才能穿越太空抵达最近的恒星——半人马座α星。当然情况也并非总是如此，把时针拨回到46亿年前，形成太阳的同一团气体和尘埃也同样孕育了一大堆别的天体，也就是太阳的同胞兄妹。产生太阳的星际云早已消失，但是由它生成的大多数恒星仍在银河系的某些地方闪烁发光。“我被历史上发生的事情完全迷倒了！”位于新威尔士的悉尼大学研究小组成员 Joss Bland Hawthorn说：“我想知道我能不能分辨出那些是与太阳一起诞生的恒星。”有一个关键问题尚有疑问：太阳系是怎样产生一颗像地球这样的行星的呢？有证据证明太阳是由银河系构成物的残余碎砾生成的一批天体中的一个。这些原始的陨石保留了某些成分，而这些成分只有当一颗恒星发生超新星爆炸，产生放射性同位素衰变时才能生成。它还给出了其他信息：天文学家观察到恒星或者以松散的若干组，每组由十来个质量与太阳相仿或略小一些的恒星组成，或者有几个巨大的星云组成，星云内的恒星质量相差悬殊。这个陨石保留了一个巨大恒星的残留物，从而指证了太阳的婴儿期也曾是一个巨大的星云团。

2010年，在 Ann Arbor 的Michigan大学的Fred Adams回顾了现存的太阳系演化历史的全部信息资料，得出结论：太阳的恒星云团至少有1 000个成员。寻找太阳同胞兄妹并非一件易事，对于有着数千亿颗星球的星系来说，太阳兄妹的数量实在是微乎其微。但是历史对他们并不仁慈。一个新的星团一旦形成，它就会融入到一个星系之中，星系就会把它弄得支离破碎。最大的星云质量是太阳质量的几百万倍，引力能够把这些恒星轻松地掷入到星系之中。恒星爆炸使得情况发生变化。一个星团是由引力聚集在一起的，因此当恒星爆炸向太空抛射物质时，质量的损失会使得星团的引力减小。从星团穿过的恒星也会拽拉云团，它们的拉力会吸引单独的恒星离开星团，最终结果是星团里恒星之间的相互作用会把最轻的个体甩出星团。46亿年后，星团里相互作用的力耗尽了孕育太阳的云团，夺走了云团里的恒星，甚至包括位于云团另一侧的恒星。就像把一滴红染料滴入海洋，一小时后再去寻觅，这种漫无目标之感与现在要寻找太阳的同胞恒星是相似的。

有一个好消息传来，并不是太阳的全体同胞兄妹都离得如此遥不可及。2009年位于 Netherland的Leiden 大学的Simon Portagies Zwart 实现了计算机模拟大恒星团，观察太阳的同胞兄妹会在哪里寿终正寝。他估计还有10～60个恒星如今仍存在距离我们 330光年的区域内。在这个距离，一颗类日恒星我们用双筒望远镜便可以观察到。并不是每个人都赞成这种观点。俄罗斯联邦大学 Yury Mishurov 和 Irina Acharova 认为这种说法过于乐观。2010年他们提出这种模型过于简单，没有考虑银河系旋臂的影响，因为银河系旋臂会将恒星打散。他们的模拟结果显示，仅仅有几个太阳同胞兄妹留在附近。为了寻找它们，Bland Hawthorn和他的同事们寄希望于新仪器HERMES。HERMES安装在新威尔士赛丁泉天文台的英澳望远镜上，将探测得到20 000光年范围内近一百万颗恒星的化学组成。从2013年开始，HERMES将测量所有它所观测到的恒星的25种化学元素的丰度，其中蕴含着恒星起源的秘密。通过研究这些元素，Bland Hawthorn和他的同事希望可以发现那些与太阳化学成分一样的恒星。他们希望用十年的时间来解决这一问题。

然而，仅仅从HERMES得到的结果可能还不充分。根据运动定律，太阳的同胞兄妹会沿着与太阳类似的轨道绕星团运行。为了确定一个真正的太阳的同胞恒星，研究人员将需要把有关恒星的化学成分信息与它们的速度测量值综合起来考虑。欧洲空间局将在 2013年发射Gaia空间探测器来测量恒星的速度。

在此之前，位于美国新墨西哥州的 Apache Point 天文台的小项目APOGEE或许会先获成功。该项目的目标是通过观察100 000颗恒星来破译银河系的历史。它将测量15种化学元素的丰度，虽然看上去这与确定太阳同胞并没有必然的关系。“这些恒星是由一个模子出来的可能性非常大。”来自位于夏洛茨维尔的弗吉尼亚大学的Steven Majewsk说。

[双木据New Scientist, 2012-04-11]