發現雙星系統，擁有共同的化學DNA，或將能揭示銀河系的歷史

天文學家基思·霍金斯在《皇家天文學會月刊》上發表的一項新研究顯示：雙星似乎擁有共同的化學「DNA」，這可能有助於科學家繪製銀河系歷史圖。知道一些雙胞胎的相似之處和不同之處，因為他自己也是異卵雙胞胎。使用該大學麥克唐納天文台的望遠鏡研究了雙星的化學性質，以確定他們是同卵雙胞胎還是異卵雙胞胎。研究表明，大多數孿生恆星在化學上是相同的。

因此，尋找化學上相同的恆星，可以更好地了解銀河系隨時間推移的歷史。與包括德克薩斯大學奧斯汀分校以及普林斯頓大學、卡內基天文台和加州大學伯克利分校同事在內的一個團隊合作，專注於GAIA衛星識別25顆廣泛分布的雙星。每個這樣的雙星都包含數十億年前一起誕生的兩顆恆星，它們來自單一的塌縮的氣體和塵埃雲。研究使用麥克唐納天文台2.7米的哈蘭·J·史密斯望遠鏡。

探測了這兩個雙星系統中所有50顆恆星的詳細化學成分，比以往的任何研究都要深入。結果表明，一起誕生的恆星顯示出幾乎完全相同的化學成分，比隨機選擇的同一類型恆星化學成分要高出許多倍。這些結果的意義遠遠超出了對雙星的理解，這項研究為「化學標記」的想法提供了概念驗證，使用遍布銀河系恆星的化學成分來計算哪些恆星最初是一起形成的。天文學家知道，大量恆星誕生在巨大的氣體和塵埃雲中，通常被稱為恆星託兒所。

然而在數百萬年或數十億年的過程中，這些「在一起形成的鬆散恆星集合會隨著時間的推移而散開。如果化學標記概念是有效的，天文學家可以用它來追蹤今天散布在銀河系中化學相同的恆星。有了這張化學地圖，就可以在一個巨大的恆星形成雲中，將恆星軌跡倒退到它們的起點。換言之，可以「追溯銀河系的組裝歷史」。對我們銀河系演化的更深入理解，將為天文學家了解所有星系提供深入的案例研究。

銀河系考古學的高級目標之一是對銀河系中恆星進行化學標記，以拼湊其組裝歷史。要做到這一點，共同誕生的恆星必須具有獨特的化學均勻性。雙星系統是檢驗這一基本假設的重要實驗室。本研究給出了25個雙星系統中50顆恆星的詳細的化學丰度模式，這些雙星系統由Gaia DR2中確定的類似光譜類型主序恆星組成，目的是量化它們的化學均勻性水平。利用麥克唐納天文台獲得的高解析度光譜，包括很多元素的恆星大氣參數和精確的詳細化學丰度。

結果表明，在0.02Dex以下，80%(20對)的體系在[Fe/H]上是均勻的。這些體系在所研究的所有元素丰度上也是化學均一的，偏移量和色散與測量不確定度一致。研究還發現，雙星系統比類似光譜類型的隨機配對在化學上要均勻得多。這些結果表明，雙星系在化學上趨於均一，但在某些情況下，其詳細元素丰度可能在[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中進行化學標記是可行的。

博科園｜研究/來自：德克薩斯大學奧斯汀分校

參考期刊《皇家天文學會月刊》

Cite: arXiv:1912.08895

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