每一次仰望星空,你是不是和我一样在想一个问题:我们是孤独的吗? 银河系中有数千亿颗恒星,难道只有太阳孕育了生命吗?想要回答这个问题,第一步不是漫无目的的搜寻天空,而是先找到那些和太阳足够像的恒星——它们有相近温度、相近的质量、相近的稳定寿命、当然也最有可能复刻太阳系的生命故事。我们把这些恒星叫作“类太阳恒星”。今天咱们来系统的聊一聊这些散落在银河系各个角落中的太阳的“兄弟姐妹”。 到底什么是“类太阳恒星” 类太阳恒星,顾名思义就是和太阳很像的恒星。然而在天文学上,定义类太阳恒星不能只靠“看起来像”,而是有明确量化标准的。首先,它必须处于主序星阶段,也就是核心正在稳定的金星核聚变的壮年恒星,和太阳当前的演化阶段完全一致;其次,光谱类型属于G型,也就是表面温度介于5300K~6000K之间,和太阳的5778K处于同一水平;质量通常在0.8到1.2倍太阳质量之间。此外还有一点,金属丰度也就是重元素占比也要和太阳相似。 银河系里的类太阳恒星到底多不多 很多人常说,太阳不过是银河系里一颗普通的恒星,仍在千亿恒星海洋中毫不起眼。但你要明白一个问题,太阳很普通并不是意味着太阳这类恒星的数量有很多。相反,“类太阳恒星”在银河系是不折不扣的少数派。 银河系中的恒星总数大约在2000亿到4000亿颗之间,其中数量最多的是M型红矮星,约占银河系恒星总数量的70%~80%。这类恒星的质量比太阳小很多,发出暗红色微弱的光芒。而“类太阳恒星”所属的G型主星仅占银河系总恒星数量的3%~5%。 按照这个比例推算,银河系内的类太阳恒星总数大约在60亿到200亿颗之间。也许你会觉得“这也不少啊!”但放在千亿级的银河系恒星基数里,这只是很小的一部分——平均每20颗恒星里才可能出现一颗和太阳同类型的G型主序星。 如果我们把“类太阳恒星”比作是太阳的兄弟姐妹,那么这些恒星之中还有一部分跟太阳就像是双胞胎一样。它们叫“太阳孪生星”。与太阳相比,这些恒星的质量偏差不超过10%。温度、金属丰度、自转速度和太阳几乎一致,年龄也在40~60亿年之间。这类恒星就更加稀有了。目前科学家已经确认的太阳孪生星仅有数十颗。 人类已经发现了多少类太阳恒星 即使类太阳恒星在银河系恒星总数中占比很小,那也有几十亿颗。那目前为止,我们已经找到了多少颗类太阳恒星了呢?从上个世纪90年代,科学家通过依巴谷卫星,首次对十万颗恒星进行了精准的三角试车测量,其中就包含了数千颗类太阳恒星。2009年开普勒空间望远镜发射升空,在4年的任务期内持续观测了天鹅座中的约15万颗恒星,其中超过板书都是G型和晚F型的类太阳恒星。而目前的盖亚空间望远镜观测到的G型主序星数量更是达到了千万量级,被精准测量了质量、年龄、金属丰度的类太阳恒星也达到了数万颗。 太阳孪生星,每颗都不简单 看到这些数字,你一定会很震惊吧!人类居然已经发现了这么多跟太阳相似的恒星。不过这些恒星大多距离地球数百到数千光年不等,而那些距离近,参数完整,适合长期深入研究的临近类太阳恒星目前也就几十颗而已。这都是哪些恒星呢? 离太阳最近的类太阳恒星——半人马座α星A。它也叫南门二A,距离地球仅有4.37光年,是南门二三星系统的主星。大名鼎鼎的比邻星也在这个系统中。半人马座α星A的光谱类型为G2V,跟太阳完全相同。它的质量约为太阳的1.09倍,表面温度约5790K,几乎和太阳一模一样。 半人马座α星A的视星等约为-0.01,是全天第四亮星。夏日的夜晚,你坐在海南三亚的海滩上朝着海平面上方不远处寻找就能看到它。凝望着它,我们就如同在4.37光年远的宇宙深空回望太阳一样。 太阳的孪生姐妹——HIP 56948。这颗恒星位于天龙座,距离地球大约208光年。它是目前已知参数最接近太阳的恒星之一。它的质量约为太阳的1.01倍,表面温度仅相差10K,金属丰度和太阳几乎完全一致,年龄约50亿年,和太阳的46亿年也十分接近。这个简直就是太阳的双胞胎姐妹啊!想象一下,如果这颗恒星的宜居带恰好也有一颗地球一样的行星,那里会不会有外星人存在呢? “地球表哥”的母星——开普勒-452。这颗恒星距离地球约1400光年,光谱类型G2V,质量约为太阳的1.04倍,年龄约60亿年,比太阳稍老。它最著名的地方,是它的宜居带内有一颗类地行星——开普勒-452b。这颗行星的名气非常大,被称为“地球表哥”、“地球2.0”。由此不难看出,这颗行星和地球有多像?它体积约为地球的1.6倍,公转周期385天,和地球的公转周期十分接近。你说,这颗行星会不会存在着浓密的大气层,浩瀚的海洋呢?兴许那里已经出现了比地球人类文明高出好几个等级的外星文明呢?毕竟,开普勒-452b比地球早出现了14亿年啊! 开普勒-22,首颗被确认宜居带行星的恒星。它距离地球约620光年,光谱型G5V,质量略小于太阳。2011年,天文学