太陽(yáng)的老家在哪里

約瑟夫·班尼斯·艾倫

你我都有家，可是恒星和行星呢？寬泛地說(shuō)，有，恒星系畢竟是星際云形成的，這種星際云被人們稱為原恒星云。因?yàn)樾窃朴凶R(shí)別性特征，如氫、氦、鐵及其他元素的比例，同一星云所誕生的恒星都有一整套化學(xué)上的家族物質(zhì)。這些子恒星的星齡大致相同，誕生之后由引力作用松散地捆綁在一起，以疏散星團(tuán)的形式穿越空間，這個(gè)疏散星團(tuán)就是它們的家。

我們自己的恒星——太陽(yáng)——曾經(jīng)或許在不遠(yuǎn)處有個(gè)家，家里有好幾顆恒星，但是隨著時(shí)光流逝各奔東西，在宇宙中形單影只。如果這聽起來(lái)像是你看過(guò)的某個(gè)電影，那么你再聽聽這個(gè)：我們?nèi)祟悾覀兲?yáng)的子孫，正在譜寫一首史詩(shī)——在漫天中為它搜尋走失已久的家人。

動(dòng)機(jī)很簡(jiǎn)單。早期家族性的恒星系可能通過(guò)小行星撞擊和巨大火山爆發(fā)向星外噴射材料的方式交換過(guò)生物體。芬蘭圖爾庫(kù)大學(xué)的天文學(xué)家毛里·瓦爾托能說(shuō)：“我們已經(jīng)確認(rèn)，有從火星上噴射出的流星體降落在地球上。”他研究泛種論假說(shuō)，認(rèn)為整個(gè)宇宙中到處都有生命，分布在這些不同的材料傳送帶上。瓦爾托能說(shuō)，我們的生物親戚也許就生活在太陽(yáng)的晚輩周圍的行星上，即使找不到這樣的親戚，找到一個(gè)類似的行星系也足以讓我們更好地理解我們的歷史。而且搜尋某些恒星和行星要比在整個(gè)宇宙中尋找系外行星更直接、目標(biāo)更明確。

但是，事實(shí)證明，找到太陽(yáng)的誕生地是很有挑戰(zhàn)性的一項(xiàng)任務(wù)。這個(gè)故事開始于1796年，當(dāng)時(shí)法國(guó)數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家皮埃爾·西蒙·拉普拉斯提出，我們的太陽(yáng)系是在星云收縮、變平并向四周撒落物體時(shí)誕生的。20世紀(jì)的天體物理學(xué)家意識(shí)到，如果真是這樣，就需要太陽(yáng)系行星圍繞太陽(yáng)以極高的速度運(yùn)轉(zhuǎn)，甚至高到將自己拋出軌道。

這是一個(gè)很突出的問(wèn)題。一直到1972年，已故蘇聯(lián)天文學(xué)家維克多·謝爾蓋耶維奇·薩夫羅諾夫證明，我們的太陽(yáng)及其行星來(lái)自一個(gè)與其原始誕生星云分離的天體環(huán)。20世紀(jì)70 年代晚期，天文學(xué)家甚至認(rèn)為他們已經(jīng)找到太陽(yáng)的家——巨蟹星座的梅西耶6 7號(hào)星團(tuán)。梅西耶67號(hào)星團(tuán)距離我們很近，僅僅2700光年，對(duì)我們的太陽(yáng)來(lái)說(shuō)，漂移這樣的距離輕而易舉，這個(gè)星團(tuán)里面的一些恒星的化學(xué)成分與太陽(yáng)相似。

不幸的是，他們找錯(cuò)了。墨西哥國(guó)家自治大學(xué)的芭芭拉· 皮卡多及其同事的計(jì)算機(jī)模擬證明，太陽(yáng)不是來(lái)自梅西耶6 7號(hào)星團(tuán)。太陽(yáng)和梅西耶67號(hào)星團(tuán)之間的相對(duì)速度大約200000千米/時(shí)，這個(gè)速度太高，以此推算，太陽(yáng)不會(huì)誕生在那里，只有相對(duì)速度在70000千米/ 時(shí)才有可能。對(duì)梅西耶67號(hào)星團(tuán)的光譜研究表明，該星團(tuán)可能比太陽(yáng)年輕5億年左右，所以不會(huì)是太陽(yáng)的家。

太陽(yáng)離開其誕生星團(tuán)已經(jīng)很久。勞倫斯利物莫國(guó)家實(shí)驗(yàn)室格倫· 西伯格研究所副所長(zhǎng)伊恩·D. 哈欽說(shuō)：“引發(fā)太陽(yáng)系誕生的因素可能是一顆恒星掠過(guò)該星云或沖擊波影響了附近的超新星。”相同的初始動(dòng)力最終使太陽(yáng)系與其誕生星團(tuán)分離，背井離鄉(xiāng)。不久之后，星系風(fēng)將星團(tuán)中其余的家族成員吹散，基本沒有留下什么痕跡。而且，這都是發(fā)生在很久以前的事。加州理工學(xué)院行星天文學(xué)教授麥克·布朗認(rèn)為，找到太陽(yáng)的老家現(xiàn)在已經(jīng)不再可能。他說(shuō)：“因?yàn)?5億年前，我們的太陽(yáng)系已經(jīng)環(huán)繞銀河系20次，其間受到它所經(jīng)過(guò)的恒星和行星反復(fù)牽引?！北緛?lái)可能有的痕跡已經(jīng)在很久以前被抹掉。

但是瓦爾托能及其同事還沒有放棄尋找太陽(yáng)晚輩的希望。他的團(tuán)隊(duì)利用歐空局“依巴谷”衛(wèi)星記錄的數(shù)據(jù)，梳理了118200多顆候選子恒星，追蹤每顆恒星的軌道，尋找它們與太陽(yáng)的交點(diǎn)，其中有兩顆引起了他們的注意，即HIP87382和HIP47399。瓦爾托能說(shuō)：“看上去它們?cè)谶^(guò)去一定的時(shí)間與太陽(yáng)交叉過(guò)?！?/p>

它們都是G型恒星，即通過(guò)核聚變將氫轉(zhuǎn)化為氦，且表面溫度在5300開氏度至6000開氏度之間。太陽(yáng)也是一顆G型恒星，溫度類似。這兩個(gè)候選恒星與太陽(yáng)相似，也有鐵，與太陽(yáng)處于相同的進(jìn)化階段，距離地球只有大約100光年。瓦爾托能說(shuō)：“如果要在宇宙的什么地方找到生命的跡象，這兩顆恒星的星系是首選。”

不管這兩顆恒星是不是太陽(yáng)的親戚，有一件事是清楚的：家很重要，天上也不例外。