地球上的众生生活在唯一一颗太阳的普照之下。随着现代天文学的发展，我们意识到宇宙存在大量双星系统，甚至三星系统。如果系外行星有生命存在，它们的生长很可能伴随两个甚至三个“太阳”。几百年来，天文学家一直苦苦思索为何存在这种差异，以及恒星系统如何形成和演化。
大刘：哼。
太阳曾有“伴侣”？
一些天文学家指出首先形成个体恒星，而后随着时间的推移拥有“伴侣”。其他天文学家则认为恒星系统开始之初就有多颗恒星，随着时间的推移失去“伴侣”。根据加州大学伯克利分校和哈佛-史密森尼天体物理学中心（CfA）的一支研究小组进行的新研究，太阳系以及其它类日恒星系统在几十亿年前都是双星系统。
最近，《皇家天文学会月报》刊登了他们的研究论文《嵌入式双星与它们的致密核》。论文中，马克斯-普朗克天文研究所和CfA的射电天文学家莎拉·萨达维，加州大学伯克利分校的理论物理学家史蒂文·斯特尔阐述了对一个“恒星托儿所”的射电观测结果如何促使他们得出结论——绝大多数类日恒星最初都是双星。
他们对英仙座分子云的首次射电观测结果进行了分析。这个分子云规模巨大，是一个恒星形成区，位于距地球大约600光年的英仙座。此次观测被称之为“VLA/ALMA初生盘与多样性观测”（VANDAM）。（VLA是新墨西哥州甚大望远镜阵列的英文首字母缩写，ALMA是智利阿塔卡玛大型毫米/亚毫米波望远镜阵列的英文首字母缩写。）两大望远镜阵列双管齐下，首次对这个恒星形成区的年轻恒星（不到400万岁）进行观测。
很久以前，天文学家就知道恒星诞生于所谓的“恒星托儿所”。恒星托儿所是尘埃和冰冷分子氢构成的巨型云的致密核。由于尘埃遮住内部形成的恒星以及背景恒星发出的光，我们可以借助光学望远镜对这些云进行观察。形象地说，它们就像是星场中的大洞。
恒星版人口普查
射电观测是对这些恒星形成区进行探测的唯一方式，因为尘埃放射出无线电波，同时又不会阻挡无线电波。多年来，斯特尔一直试图让射电天文学家对分子云进行观测，希望能够获得分子云内部年轻恒星形成的相关信息。最后，他找到了萨达维，并建议对英仙座进行观测。萨达维是VANDAM观测项目成员。
两人对英仙座致密核心区域的单星和双星进行了观测。萨达维表示他们希望获取相关线索，以确定年轻恒星最初是以个体还是双星形态形成。他说：“此前就有人提出，很多恒星在形成之初有一个伴星。问题是，这样的恒星究竟有多少？根据我们的简单模型，我们认为几乎所有恒星在形成时都有一个伴星。英仙座分子云通常被认为是一个典型的低质量恒星形成区。我们需要对其它分子云进行观测，以验证我们的模型。”
根据他们对英仙座分子云的观测，一系列0级（不到50万岁）和I级恒星（50万岁到100万岁之间）被茧状核环绕。他们将观测结果与VANDAM以及对恒星形成区的其它观测结果——包括古尔德带观测——和SCUBA-2获取的数据结合在一起。SCUBA-2是夏威夷詹姆斯·克拉克·麦克斯韦尔望远镜上的观测仪器。
在此之后，他们对英仙座分子云内部的恒星进行“人口普查”。普查结果显示，这个分子云共有24个多星系统（包括5个双星系统，共涉及55颗年轻恒星）和45个单星系统。所有相隔很远的双星系统——两星距离超过500个天文单位——都是非常年轻的0级恒星，并且通常与蛋形致密核的长轴对齐。I级双星距离较近，相隔大约200个天文单位，并未出现类似倾向。
最强有力证据
得出这些发现之后，斯特尔和萨达维开始对多种假设进行数学建模，以解释这种分布。根据他们的结论，所有质量与太阳相当的恒星最初都是0级远距双星，60%的双星随着时间推移“分手”，余下的形成紧密的双星系统。斯特尔表示：“随着蛋形核的收缩，最致命的部分朝着中间移动，形成两个沿着中间轴的致密区。受自身引力影响，密度更高的中心区域在某个时刻崩塌，形成0级恒星。根据我们的研究，低质量类日单星并非原生，而是双星系统崩溃的结果。”
此前，天文学家从未得出这一发现，更不用说验证。这一发现意味着恒星托儿所的每个致密核（例如茧状核，质量通常与数颗恒星相当）最终转化成恒星的物质是此前认为的两倍。斯特尔指出：“关键问题是，此前没有人系统性看待年轻恒星与孕育它们的分子云之间的关系。在了解双星如何形成以及双星在早期恒星演化所扮演角色的道路上，我们的研究又向前迈进一步。我们认为绝大多数恒星（与我们的太阳非常相似）最初都是双星。我认为我们发现了迄今为止最强有力的证据，证明这一论断。”
斯特尔和萨达维获取的新数据意味着一种新趋势的开始，即天文学家依靠射电望远镜对致密恒星形成区进行研究，以进一步加深对恒星形成的认知。由于VLA和ALMA阵列最近进行升级，再加上SCUBA-2提供的数据，这种研究将在不久后成为现实。
曾出现“复仇女神”？
斯特尔和萨达维的研究发现有助于验证所谓的“复仇女神假设”。过去，天文学家曾提出一个假设，认为太阳系曾出现一颗伴星，将其命名为“复仇女神”。这个名字名副其实，因为有理论认为正是它将一颗小行星“踢入”地球轨道，而这颗小行星正是恐龙灭绝的罪魁祸首。不过，所有验证复仇女神假设的努力最后都以失败告终。
斯特尔表示他们的研究发现提供了一个全新的角度，用以研究复仇女神假设。“我们认为，很久以前可能出现复仇女神星。我们创建了一系列统计学模型，以确定能否统计英仙座分子云的年轻单星以及所有分离的双星的相对数量。在唯一能够做到这一点的模型中，所有恒星在形成之初都是远距双星。在随后的100万年时间里，这些系统收缩或者崩溃。”
虽然他们的研究并非为了找到导致恐龙灭绝的复仇女神，但根据他们的研究发现，在几十亿年前，太阳系的行星很有可能环绕两颗恒星运转。我们现在只能想象，双星的存在会对太阳系的早期历史以及行星的形成产生何种影响。毫无疑问，这将成为天文学家的未来研究焦点。
英仙座分子云的星尘。分子云是英仙座的一个恒星形成区。
漆黑一片的分子云巴纳德68。它是一个恒星托儿所，只能借助射电天文学手段进行研究。
哈勃天文望远镜拍摄的红外照片，右下方的明亮扇形区域据信是一个双星系统，会在两颗恒星发生交互作用时释放出光脉冲。
半人马座阿尔法星的双星系统，是半人马座的两颗最亮恒星。
艺术概念图，展示了天狼星的双星系统。
天狼星是一颗白超巨星，一颗白矮星环绕它的轨道运行。
黑洞撕裂行星过程
文章来源：universetoday（戳阅读原文）
责编：钟狼将
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