太阳是只单身狗:这是它身旁的1300000对爱侣

宇宙中的大部分恒星有伴侣,宇宙中一半以上的类日恒星是双星。这一声明最近得到了非常有力的支持。

The Reunion John Williams - 人工智能

太阳附近的双星。ESA / Gaia / DPAC

宇宙中的大部分恒星有伴侣,宇宙中一半以上的类日恒星是双星。这一声明最近得到了非常有力的支持。加州大学伯克利分校的天体物理学博士生Kareem El-Badry近日用盖亚探测器提供的数据,建立了一张巨大的3D双星星图,精确地标出了太阳附近3000光年范围内130万对双星的空间位置。此前同类星图是用已经退役的依巴谷卫星数据建立的,包含的双星数据大约只有200对。

在组成这些双星的恒星中有17000多颗白矮星。白矮星是大部分恒星的生命末期形态,严格地说它并不是恒星,因为它不再进行核聚变。太阳50亿年后也会变成白矮星。在El-Badry的星图中,有1400对双星由两颗白矮星组成,有16000对双星包含一颗白矮星。

这些双星中的大部分恒星是主序星,意为它们依然处于恒星演化阶段中的壮年。

相对而言,白矮星及其前身恒星的年龄总长度比普通恒星更好确定。因为同样处于主序阶段的恒星年龄可以相差几十亿甚至上百亿年,而白矮星的冷却速度及其质量半径比率却是明确的。双星通常同时诞生,所以我们只要知道了白矮星的年龄,也就知道了其主序伴星,乃至围绕它们运行的系外行星的年龄。

这些双星都不是密近双星,它们彼此间的距离都在10天文单位(AU)以上。双星如果靠得太近就无法用盖亚加以分辨。El-Badry及其同事发现,25%的类日恒星拥有相互距离在30天文单位以上的伴星——这个距离大约相当于冥王星和太阳的距离。而这些双星间距在30天文单位至50天文单位间的数量最多。有一些双星的间距达到了36万天文单位,大致相当于3.26光年。但大部分都不超过1000天文单位。

El-Badry表示,研究结果证明了此前数据中透露出来的一个倾向,即大部分双星中的两颗恒星质量十分接近。这是一个奇怪的现象:因为这些双星大多相距遥远,根据主流恒星演化理论,它们的质量应该是随机的。一个说得通的解释是:这些双星形成时互相之间的距离要近得多,因此它们的质量非常相近;但在邻近恒星引力的影响下,它们慢慢分开了。

太阳附近双星未来的运动方向。El-Badry和美国纽约自然历史博物馆的科学家Jackie Faherty合作,制作了这段飞掠视频。Jackie Faherty / AMNH / Kareem El-Badry / UC Berkeley

参考

A million binaries from Gaia eDR3: sample selection and validation of Gaia parallax uncertainties
http://dx.doi.org/10.1093/mnras/stab323

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