当我们仰望晴空,太阳始终是天空中独一无二的主宰。但哈佛天体物理学家阿维·勒布团队的研究却抛出惊人猜想:太阳或许曾有一颗“孪生兄弟”,这颗被命名为“涅墨西斯”的恒星,与太阳共同诞生于46亿年前的同一片星云。这个颠覆认知的假说,不仅源于银河系中半数以上恒星都有伴星的观测事实,更试图解开太阳系长久以来的结构谜题。
太阳系的角动量分布一直困扰着科学家:太阳占据99.86%的质量,角动量却不足0.6%,而木星等行星竟手握99%以上的角动量。经典星云假说无法解释这一矛盾,而双星系统的引力作用恰好能提供答案。勒布团队通过模拟发现,双星系统的“引力弹弓”机制,捕获物质的效率是单星系统的2至3倍,这既可以解释奥尔特云的形成,也能破解角动量异常的难题。更有力的线索来自陨石同位素分析,部分元素分布特征只有多星系统才能造就,成为“太阳兄弟”存在的化学证据。
若这颗伴星真实存在,它如今又身在何方?计算机模拟给出了最可能的答案:在太阳诞生的稠密星团中,引力环境复杂多变。约45亿年前太阳脱离母星团时,其伴星被其他恒星的引力扰动“踢”出了系统,以每秒数公里的速度漂流,最终成为银河系中孤独的流浪恒星。这就像双子座神话中失散的兄弟,曾共舞于宇宙,却因命运捉弄渐行渐远。
为寻找这颗失散的“手足”,天文学家开启了“恒星家谱溯源”之旅。就像通过DNA寻找亲人,他们分析太阳的化学指纹——尤其是锂和铍元素的丰度,在银河系中比对“化学双胞胎”。欧洲航天局的“盖亚”卫星则提供了另一种可能,通过追踪恒星运动轨迹,反推其46亿年前的位置,寻找与太阳轨迹的交集。
目前天文学家已捕获5颗疑似“太阳兄弟”的恒星信号,其中天鹅座的SS1恒星最为可疑,它不仅微量元素丰度与太阳高度吻合,运动轨迹在10亿年前也与太阳系有过交集。但遗憾的是,这些恒星如今已远隔数百光年,运动轨迹与太阳系再无关联,无法确定是否就是那颗伴星。而红外望远镜对太阳系周边10光年范围的扫描,至今未发现红矮星或棕矮星的踪迹,让伴星存在的概率降至0.1%以下。
有趣的是,太阳的“孤单”或许是地球的幸运。模拟显示,若伴星存在,地球轨道会因引力拉扯变得混沌,近日点高温炙烤,远日点冰封千里,生命难以存续。双星系统的辐射叠加,更会剥离行星大气。地球能孕育生命,恰恰依赖太阳稳定的引力与光照环境。
如今詹姆斯·韦伯望远镜已将观测目标对准那些疑似“兄弟”恒星,未来通过分析其行星大气的化学组成,或许能找到更确凿的证据。这场跨越46亿年的寻亲之旅,不仅关乎太阳的过去,更将揭开银河系恒星演化的奥秘。