所有恒星都是“双胞胎”吗?太阳的伴星在哪?
双星系统占50%左右 。
题目前提是错的,题目不成立 。
其他网友观点首先说明一点,并不是所有的恒星系统都是“双胞胎” 。根据科学家们的监测和推断,银河系大约4000亿颗恒星中,有差不多一半属于双星系统,剩余的恒星系统中有很多是“独生子”,还有一小部分为“三星”及以上的多星系统 。我们所处的太阳系,其绝对的老大-太阳,是一颗中等质量的恒星,在银河系的恒星家族中非常普遍,截至目前,科学家们还没有发现太阳存在着伴星 。
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恒星系统是单星还是多星,由什么决定?
太阳和其它恒星一样,其前身都是一团分布广泛的星云物质,而这些物质基本上都是由上一任大质量恒星,在生命末期通过超新星爆发等剧烈的能量释放过程,将恒星组成的大部分物质抛洒在星际空间中 。
在不同的星际空间中,由于上一任大质量恒星的质量不同、抛洒过程不尽一致、受周围天体引力影响的程度也不同,所以星云团的规模、形状和质量分布也会存在很大差异 。
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因此,在星云漫长的演化过程中,在引力扰动的影响下,组成星云的各种气体和“尘埃”物质,在运动历程中会出现不同的结果,不过总体上遵循的还是在密度较大的区域率先形成物质聚集中心 。随着在该中心聚集物质越来越多,中心区域的温度和压力会越来越大,从而吸引着更多的物质加入这个中心,或者围绕这个中心旋转,继而形成恒星的“雏形” 。当核心区的温度和压力达到一定程度后,就会激发氢核聚变反应,从而开启恒星形成的序幕 。
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那么,假如之前星云团的物质分布非常不均匀、而且规模不大,且绝大部分的星际物质分布在一个较小的空间内,那么最终的结果或许只能形成一个恒星,其余的物质最终达不到恒星形成的条件,只能退而求其次,最后聚集成围绕恒星运行的行星 。
如果星云的规则非常大,在较大的空间尺度内有若干个“力量差不多”的星云密集区,那么最后的聚合结果就是很有可能形成多个恒星,每个恒星之间的距离也不是那么遥远,彼此间的有效引力能够互相影响,那么双星甚至多星系统就这样产生了 。
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“有趣”的双星和多星系统
所谓的双星系统,就是在一个恒星系统中,存在着两颗恒星,围绕着它们共同的质心旋转,其中在地球上看来比较亮的一颗我们定义为主星,另外一颗定义为主星的伴星 。我们所熟知的天狼星,其实就是由天狼星A和B构成的双星系统,它们之间的距离约为30亿公里,其中天狼星A是一颗质量约为太阳2倍的蓝矮星,B则是一颗质量与太阳相当的白矮星,已经度过了主序期,内部密度极大,亮度很小,用肉眼在地球上我们是看不到的 。
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在距离太阳系较近的区域内,也存在着多星系统,比如距离太阳最近的恒星-比邻星,则是一个典型的三星系统,它是由两颗距离很近的恒星所组成双星系统,外加一颗距离稍远一些的恒星共同组成 。在比邻星三星系统中,南门二A和南门二B距离较近,约为35亿公里,比邻星则距离二者较远,约为2.2万亿公里 。
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当然,科学家们还发现了超过三颗恒星的多星系统,比如距离太阳43光年的五车二是四星系统,是两个距离较近的双星系统共同构成;距离太阳1200光年的参宿三则是一个五星系统,等等 。在一个系统中恒星的数量越多,单个恒星的运行规律就越复杂 。
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太阳有“妹妹”吗?
目前观测到的银河系恒星,多数是两个或者以上数量恒星构成的系统,因此,有些人认为,太阳应该存在着一颗伴星,只不过质量较小、距离太阳的距离较远,没有被我们发现而已,这种猜测其实是站不住脚的 。
如果太阳的“妹妹”质量较小、距离太阳又很远,那么虽然它与太阳之间会存在着万有引力,对二者的运行轨迹产生一定影响,但是万有引力的大小,和距离值的平方呈反比,当达到一定程度之后,有效的引力所表现出来的效果就非常微小了 。比如,像太阳这么大的恒星,其有效引力范围大约为2光年以内,超过这个数值,那么与太阳之间就不会构成什么双星系统 。
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【所有恒星都是“双胞胎”吗?太阳的伴星在哪?】
还有另外两种情况,分别是这颗太阳的伴星刚刚达到恒星核聚变的条件、距离太阳又相对较近;距离太阳较远、但质量较大 。这两种情况都有一定的几率与太阳形成双星系统,但是,无论是哪一种情况,通过现代科学天文观测技术手段,都是比较容易观测得到的,毕竟作为恒星来说,其一定会向外发光发热,同时体积和质量都要比行星大得多,我们不可能在这几百年里捕捉不到它的身影 。
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这里再提一下对“复仇星”的猜测 。有部分科学家认为,在距离太阳约1光年的奥尔特星云里,存在着一颗质量很小的恒星,即涅墨西斯星 。太阳和涅墨西斯星围绕着共同的质心旋转,当它距离太阳较近时,引力会极大干扰奥尔特星云里的小行星和彗星,从而使它们的运行轨道发生偏移,有一部分会向太阳系内部进发,从而造成周期性的小行星密集撞击地球、地球生物大灭绝的现象,因此这颗太阳的伴星也被称为“复仇星” 。
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但是,从现有观测的结果来看,一方面,利用地球上各种类型的天文望远镜,我们都没有在奥尔特星云的范围内,发现有任何恒星存在的有力证据 。另一方面,地球历史上的生物大灭绝,也不全是由于小行星撞击地球产生,另外相互之间的间隔也没有严格遵循一定的周期性 。所以,太阳存在伴星的说法现在看只能是一种猜测 。
其他网友观点夜晚仰望星空天气情况良好和光污染较轻的情况下,我们肉眼可以看见大约3000颗左右的星星,它们大部分都是银河系内距离太阳系较近的恒星,近的有几光年远,距离较远的也有数百光年 。恒星是宇宙中最常见的一类天体,它们靠着自身内核核聚变的不断发生,持续性的发光发热,生命的诞生少不了恒星的“扶持” 。
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太阳系是一个普通的恒星系,中心恒星是一颗质量适中的黄矮星,它的发光发热大约可以持续100亿年之久,这其实就是地球生命的福音 。
恒星的本质恒星从其名字就可以看出来,体现出一个“恒”字,主要是人类观测这些恒星,几乎在天空中的位置保持不变或者变化很小,因此为恒星 。而像一些行星,它们绕着中心恒星公转,每年的变化都非常明显 。肉眼可见的行星大约有五颗,例如金星、木星、水星、火星和土星 。
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恒星的构成主要是氢气和氦气以及其它一些微量元素,恒星的发光发热并非是我们现象中的燃烧,而是发生了非化学反应核聚变 。在太阳内核也就是太阳中心到0.2半径的区域内,由于压力和温度满足条件,最终发生核聚变 。太阳每秒钟大约有6亿吨氢发生核聚变,生成5.95亿吨氦,在这个过程中损失的500万多质量按照爱因斯坦质能方程转化为能量,最终以光和热的形式向外传播 。
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恒星是宇宙天体结构中最基本的组成单元,银河系中有大约2000亿颗左右的恒星,有些像太阳一样是单独带着整个恒星系,还有些是两颗恒星构成物理双星,其中的一颗绕着另外一颗公转 。还有更加奇特的三合星系统,例如距离我们最近的比邻星,它就是位于三合星系统中,在这个三合星系统中还存在南门二A和南门二B 。
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科学家曾通过对恒星系统性的研究,银河系直径20万光年含有恒星2000亿颗左右,发现在银河系内双星以及三星的系统并不一定比单星要少,从这个角度来看我们的太阳还是比较特殊的存在 。那么太阳的妹妹去哪里了?
传说中的暗黑姐妹科学家曾经做过一个模型,假想太阳存在一颗伴星,希望可以用此来解释地球上周期性出现的生物大灭绝事件 。这个想法最早由天文学家Richard A.Muller提出,假想中太阳的伴星距离我们大约在10万-10万天文单位,很可能是一颗红矮星,肉眼根本看不见,即使有观测记录人们也不会想到它就是太阳的伴星 。
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科学家给这颗假想中的太阳伴星起名为复仇女神星,因为如果这样的恒星真实存在,那么它将成为地球生命的杀手,尤其是她的回归,会来到近日点 。按照设想大约每隔2600万年,这颗复仇女神星就会来到近日点,它会引起太阳系外围天体的动荡,最终导致大量的天体进入内太阳系,给地球带来一场规模浩大的“流星雨”,只不过这些流星都比较大 。
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假想中的复仇女神星真的存在吗?
天文学家最早设想出这种恒星,就是想要用来解释地球上经常出现的物种大灭绝事件,目前已知地球上共发生过5次生物大灭绝事件,距离我们最近的一次是6500万年前,一颗直径10公里的小行星高速撞击到地球表面,最终导致统治地球1.6亿年之久的恐龙整体性灭绝 。
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在假想中太阳的伴星每隔2600万年回归一次,但是这个时间和五次生物大灭绝的时间间隔并不匹配 。当然天文学家也不会无的放矢,他们是真的认为太阳有存在伴星的可能性,在1997年-2001年连续五年的时间,科学家进行系统性的寻找,但是发现的数千颗红矮星以及棕矮星都距离我们比较远,唯一较近的就是比邻星,但是人家又不是于太阳系,而是另外三合星系统中的成员 。
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要想确认太阳伴星的存在,就必须要有直接观测记录或者是轨道数据上的证据,否则这永远只是一个假说 。当然也可以说太阳可能天生就是一个“独生子”,并没有姐妹的存在 。
文/科学黑洞,图片来源网络侵删 。
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