作者:《自然》杂志的肯·克罗斯韦尔
许多单星可能最初是作为两颗独立的太阳诞生的,在它们生命的最初一百万年中合并成一颗。这是一个年轻星团中双星计算机模拟的意外发现。
双星很常见。例如,夜空中最亮的恒星天狼星由两颗恒星组成,它们每50年绕彼此运行一次。
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对恒星形成区域的研究表明,双星开始时轨道周期分布均匀:在轨道周期分别为1-10年、10-100年、100-1000年等等的,年龄小于几百万年的双星的数量大致相同。
较老的双星显示出不同的模式。在恒星形成区域之外,双星最常见的轨道周期约为200年,而更短和更长的周期都比较罕见。
轨道周期较长的双星稀少很容易解释:要拥有较长的轨道周期,恒星必须彼此相距很远。对于两颗总质量加起来等于太阳质量的恒星,200年的轨道周期会使它们彼此之间的距离与太阳距离海王星或冥王星的距离差不多。距离更远的恒星彼此感受到的引力很小,因此经过的恒星的引力牵引会扰乱系统并将其分解。
向内螺旋
但是,短周期双星都去哪儿了?在《天文学与天体物理学》杂志上的一篇论文中,德国的三位天文学家报告了他们如何模拟一个类似于猎户座星云(最著名的恒星孕育地)中的星团。他们的模型假设,当一个双星系统中的两颗恒星彼此靠近地旋转时,它们会与星团中的气体相互作用。这些相互作用会改变恒星的轨道,导致它们彼此螺旋靠近,直到它们合并并成为一颗恒星。
德国波恩的马克斯·普朗克射电天文研究所的天文学家,也是该论文的合著者托马斯·卡兹马雷克说:“这太令人惊讶了。我们只是从这个星团中获取了我们需要的参数,结果发现我们几乎完美地得到了在场中观察到的周期分布。”
加州大学伯克利分校研究恒星形成的天文学家史蒂文·斯塔勒认可这项工作。“这是合理的,”他说,但补充说证明这个想法正确将是困难的。导致近距离双星合并的相同气体和尘埃也阻止了它们可见光到达地球。天文学家必须使用红外辐射进行观测,红外辐射可以穿透尘埃,但通常需要天基天文台才能探测到。
在一个独特的案例中,天文学家实际上观察到天蝎座中的两颗恒星螺旋靠近。合并引发了一次明亮的光芒爆发,称为红新星,而年轻星团内部的类似爆发可能表明,年轻的双星确实会合并。然而,天蝎座的双星不属于星团,斯塔勒认为,充满气体的星团内部的合并可能过于温和,无法释放新星。
太阳是否可能最初是作为两颗独立的恒星诞生,后来合并的? “这有可能发生,但我认为这有点牵强,”马克斯·普朗克射电天文研究所的天文学家,也是最新论文的合著者苏珊娜·普法茨纳说。她怀疑合并会扰乱新生太阳的行星形成盘,从而阻止包括地球在内的岩石世界的诞生。