新研究表明类太阳恒星都是成对出现的，这使得关于太阳在数十亿年前拥有伴星的观点再度兴起。
在上世纪80年代，一些天文学家开始认真讨论这样一种观点，即太阳拥有一个在很久之前失散的“孪生姐妹”，这颗伴星不为人知地绕行在太阳系的边缘。
他们提出，这样一颗伴星的存在或许能够解释发生在地球上的一些灾难性事件，比如恐龙的大规模灭绝。他们说，该恒星的绕行或许能够扰乱奥尔特云，这是海王星轨道之外一大片由冰微行星组成的区域。它的引力可以让彗星移位，并驱动它们撞向地球。天文学家把这颗假想中的恒星命名为“涅墨西斯”（Nemesis），即希腊神话中的复仇女神。
如今，关于涅墨西斯的假说——即太阳有一个邪恶的孪生姐妹潜伏在夜空中，并会利用彗星作乱——已经不再流行了。这颗伴星从未被找到，但那并不意味着它不存在。
双恒星系统的艺术构想图
在宇宙中，大多数类太阳恒星（质量与太阳相近的恒星）是成对存在的。天文学家尚未完全搞清楚这些双星系统是如何形成的，但随着他们更进一步理解了恒星形成的奥秘，他们正发现一些线索。其中最新的就是一项关于银河系遥远年轻恒星群的新研究，它表明几乎所有的类太阳恒星都是成对出现的，从而为太阳拥有孪生姐妹的说法提供了支持。
两位分别来自哈佛大学史密松天体物理台（SAO）和加州大学伯克利分校（UCB）的研究人员使用射电望远镜，对英仙座分子云内恒星的分布和方位进行了观测研究——英仙座分子云是由冰冷气体构成的巨大星云，距离地球大约600光年。英仙座分子云内部拥有数十颗年龄不到100万年的类太阳恒星，它们就好像是婴儿版的太阳（太阳的年龄是45亿年）。研究人员使用统计学模型回溯了时间，并研究了星云之内的恒星群是如何随着时间推移演进的。他们发现，要解释自己观测到的现象，他们就必须假定英仙座分子云内的恒星一开始是成对形成和存在的，之后才可能在其他力的作用下发生分离。
所以，没错，太阳可能有过一个孪生姐妹，在最开始的时候——但没有持续很长时间。
要想理解其中的奥秘，让我们把目光投向英仙座分子云。
英仙座分子云
跟其他类似的星云一样，英仙座分子云是恒星“摇篮”的家园：这些“摇篮”是由分子气体构成的卵形茧，它们被称为致密云核。研究人员在英仙座分子云内观测到了数种类型的天体系统。其中有远距双星系统，两颗相互绕行的年轻恒星相距超过了500个天文单位（1个天文单位即太阳和地球之间的平均距离，约为9,300万英里）。这两颗年轻恒星似乎是沿着致密云核的长轴对齐的，这表明它们可能成对诞生。
研究人员也观测到了密近双星系统，其中包含了两颗年龄稍大的恒星，它们相互绕行的间距小于500个天文单位，而且也没有在致密云核的长轴上对齐。星云中还有单星系统，跟我们的太阳差不多。
研究人员基于模拟确认，所有的恒星一开始都处于远距双星系统当中，它们在卵形茧的长轴上是对齐的。数百万年过后，60%的双星系统发生了分离，各自飞散。其余的双星则更紧密地结合在一起，形成了密近双星系统。
如果太阳有过孪生姐妹，那么它跟太阳的距离将至少比海王星跟太阳的距离多出17倍。在跟太阳相互绕行了数百万年之后，这颗伴星永久性地飞远了，它进入星际空间，混入银河系的其他恒星中间。
但为什么呢？
“我们不知道太阳究竟是怎样失去它的，”加州大学伯克利分校的理论物理学家史蒂芬·斯塔勒（Steven Stahler）说。他表示，年轻恒星跟周围气体之间的摩擦可能导致它们的轨道发生收缩，相互之间越来越靠近。双星合并很罕见，因为年轻恒星能够释放强大的风力来驱散气体云以及减少摩擦。不过，双星分离的原因在很大程度上仍是一个谜。致密云核可能会喷射出一颗恒星，或者核心本身可能发生分裂，让各据一端的两颗恒星彼此飞离。
哈佛大学史密松天体物理台的天文学家、这项研究的首席作者萨拉·萨达沃伊（Sarah Sadavoy）表示，跟年龄较大的恒星相比，年轻恒星更难观测，因为布满尘埃的致密云核会阻碍恒星光线的通过。但是，她也称，这些年轻恒星群是研究恒星形成奥秘的最佳场所。“在这里事情遭到干扰的时间没那么长，”她如是说。
当然，英仙座分子云只是宇宙中的一片星云。尽管它处在那样的位置，但其星群的构成可能不具有普遍性。“所有正在进行当中的观测研究始终只能提供整个过程中某个阶段的一点简单印象，而研究人员透过每项观测研究看到的图景各有不同，”专攻宇宙早期恒星的麻省理工学院（MIT）天体物理学家安妮·弗雷贝尔（Anna Frebel）说道，她没有参与上述研究，“如今，在130亿年之后，宇宙已经变得复杂多了，每一片可能孕育出恒星的气体星云都经历了数十亿年独特的演变。”
那么，我们有没有希望找到太阳的孪生姐妹呢？
天文学家可以研究恒星的速度和运动，然后逆向操作，回溯时间去确认一颗恒星是否拥有跟太阳相同的起源。或者，他们可以检验恒星的吸收光谱，以搞清它们的化学成分。如果天文学家找到了一颗成分与太阳匹配的恒星，那就可以据此推测它们在数十亿年前是诞生自同一片星云。
然而，这些搜寻只有在这颗伴星刚刚远离太阳系的情况下才能奏效。数十亿年过去了，涅墨西斯距离我们可能已经有数千光年之遥，它甚至可能位于银河系中心的另一端。
“归根结底，我们没办法追踪到它，”萨达沃伊说，“在这个时候，它已经在茫茫宇宙中消失无踪。”
翻译：何无鱼
来源：The Atlantic
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