天文學(xué)家基思·霍金斯在《皇家天文學(xué)會(huì)月刊》上發(fā)表的一項(xiàng)新研究顯示：雙星似乎擁有共同的化學(xué)“DNA”，這可能有助于科學(xué)家繪制銀河系歷史圖。知道一些雙胞胎的相似之處和不同之處，因?yàn)樗约阂彩钱惵央p胞胎。

使用該大學(xué)麥克唐納天文臺(tái)的望遠(yuǎn)鏡研究了雙星的化學(xué)性質(zhì)，以確定他們是同卵雙胞胎還是異卵雙胞胎。研究表明，大多數(shù)孿生恒星在化學(xué)上是相同的。

因此，尋找化學(xué)上相同的恒星，可以更好地了解銀河系隨時(shí)間推移的歷史。與包括德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校以及普林斯頓大學(xué)、卡內(nèi)基天文臺(tái)和加州大學(xué)伯克利分校同事在內(nèi)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)合作，專注于GAIA衛(wèi)星識(shí)別25顆廣泛分布的雙星。每個(gè)這樣的雙星都包含數(shù)十億年前一起誕生的兩顆恒星，它們來自單一的塌縮的氣體和塵埃云。研究使用麥克唐納天文臺(tái)2.7米的哈蘭·J·史密斯望遠(yuǎn)鏡。

探測(cè)了這兩個(gè)雙星系統(tǒng)中所有50顆恒星的詳細(xì)化學(xué)成分，比以往的任何研究都要深入。結(jié)果表明，一起誕生的恒星顯示出幾乎完全相同的化學(xué)成分，比隨機(jī)選擇的同一類型恒星化學(xué)成分要高出許多倍。這些結(jié)果的意義遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了對(duì)雙星的理解，這項(xiàng)研究為“化學(xué)標(biāo)記”的想法提供了概念驗(yàn)證，使用遍布銀河系恒星的化學(xué)成分來計(jì)算哪些恒星最初是一起形成的。天文學(xué)家知道，大量恒星誕生在巨大的氣體和塵埃云中，通常被稱為恒星托兒所。

然而在數(shù)百萬年或數(shù)十億年的過程中，這些“在一起形成的松散恒星集合會(huì)隨著時(shí)間的推移而散開。如果化學(xué)標(biāo)記概念是有效的，天文學(xué)家可以用它來追蹤今天散布在銀河系中化學(xué)相同的恒星。有了這張化學(xué)地圖，就可以在一個(gè)巨大的恒星形成云中，將恒星軌跡倒退到它們的起點(diǎn)。換言之，可以“追溯銀河系的組裝歷史”。對(duì)我們銀河系演化的更深入理解，將為天文學(xué)家了解所有星系提供深入的案例研究。

銀河系考古學(xué)的高級(jí)目標(biāo)之一是對(duì)銀河系中恒星進(jìn)行化學(xué)標(biāo)記，以拼湊其組裝歷史。要做到這一點(diǎn)，共同誕生的恒星必須具有獨(dú)特的化學(xué)均勻性。雙星系統(tǒng)是檢驗(yàn)這一基本假設(shè)的重要實(shí)驗(yàn)室。本研究給出了25個(gè)雙星系統(tǒng)中50顆恒星的詳細(xì)的化學(xué)豐度模式，這些雙星系統(tǒng)由Gaia DR2中確定的類似光譜類型主序恒星組成，目的是量化它們的化學(xué)均勻性水平。利用麥克唐納天文臺(tái)獲得的高分辨率光譜，包括很多元素的恒星大氣參數(shù)和精確的詳細(xì)化學(xué)豐度。

結(jié)果表明，在0.02Dex以下，80%(20對(duì))的體系在[Fe/H]上是均勻的。這些體系在所研究的所有元素豐度上也是化學(xué)均一的，偏移量和色散與測(cè)量不確定度一致。研究還發(fā)現(xiàn)，雙星系統(tǒng)比類似光譜類型的隨機(jī)配對(duì)在化學(xué)上要均勻得多。這些結(jié)果表明，雙星系在化學(xué)上趨于均一，但在某些情況下，其詳細(xì)元素豐度可能在[X/H]~0.10Dex的水平上有所不同，總體來說，這意味著在雙星系統(tǒng)中進(jìn)行化學(xué)標(biāo)記是可行的。

博科園｜研究/來自：德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校

參考期刊《皇家天文學(xué)會(huì)月刊》

Cite: arXiv:1912.08895

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