[비즈한국] 金牛座的昴星团是一个即便用肉眼也能欣赏到的美丽星团。这个由新生、炽热且蔚蓝的恒星所组成的疏散星团，用肉眼观察时，可以看到约六颗明亮的星星聚在一起。迄今为止，人类在银河系中已经发现了超过1000个这样的疏散星团。这仅仅是已发现的数量，天文学家推测，银河系盘面中可能漂浮着近万个疏散星团。
通常情况下，恒星并非独自诞生。当巨大的分子云同时收缩时，该区域内会同时诞生出成百上千颗同年同月的恒星。如今观测到的星团正是这样形成的。乍看之下，填满银河系的无数星团似乎都是在各自的数千个气体云中独立诞生的个体。
然而，天文学家最近揭开了银河系星团隐藏的出生秘密。事实证明，这些漂浮在银河系中的无数星团其实都诞生于同一个地方！它们原本都是在同一地点共同诞生的“家族星团”，但在数亿年的时间里，随着恒星轨道变得杂乱无章，它们现在看起来就像是相隔遥远且毫无关联的独立星团。
欧洲航天局（ESA）的盖亚卫星正在绘制银河系中数十亿颗恒星的精确空间分布图。这个数量约占银河系所有恒星的1%。通过比较每颗恒星的细微位置变化，科学家还能追踪它们在银河系空间中移动的速度和方向。借助盖亚卫星绘制的超高精度银河系地图，天文学家现在能够追踪银河系中的恒星从数亿年前的过去到数亿年后的未来，位置是如何变化的。
在此次分析中，天文学家以太阳系为中心，掌握了周围3000光年内分布的较近星团的分布图。该范围内的星团数量为272个。研究人员追踪了它们从约3亿年前开始，各自在何处诞生并迁移至今的过程。结果令人惊叹：在272个星团中，高达57%（155个星团）的出生位置汇聚于仅有的三个地方！这些在仅三个巨大分子云中诞生的邻居星团，在3亿年的时间里，轨道逐渐混乱并向四方扩散，以至于现在以太阳系为中心，散布在半径3000光年的各个角落。
根据这三个星团故乡，天文学家将这些星团分类为：科林德135（Collinder 135）群、英仙座阿尔法（Alpha Persei）群和梅西耶6（Messier 6）群。在南天船尾座方向可以看到科林德135星团，附近气体云中孕育的家族星团包括NGC 2547、IC 2395等。在英仙座阿尔法星附近气体云中共同诞生的家族星团有IC 4665、IC 2602等。与梅西耶6星团同源的家族星团包括NGC 3228、IC 2391、Trumpler 10、NGC 2451A等。这些诞生后的星团在目前的地球夜空中，构成了金牛座附近以及天蝎座-半人马座方向分布的星团。
从距今约6亿年前开始，英仙座阿尔法群和梅西耶6群最先开始形成星团。此后不久，在距今4.05亿年前，科林德135群的星团也开始陆续诞生。最初存在的每一个原始气体云区域并不十分巨大。科林德135群区域的宽度约为160光年，英仙座阿尔法群区域约为290光年，梅西耶6群区域约为250光年。以各自诞生地为中心，在不足200光年的狭小区域内聚集生活的星团，随着各自绕银河系公转的轨道移动，分布逐渐散开。最终，它们分散在了目前宽达3000光年的广大范围内。
星团沿着银河系圆盘划出巨大的轨道，彼此之间的距离逐渐拉大。据推测，在岁月的流逝中，每个星团中总共发生了近200次超新星爆发。超新星爆发向四面八方留下的冲击波痕迹，将环绕在太阳系周边宇宙空间的星际物质吹向外围。这在以太阳系为中心的一定范围内，形成了一种星际物质密度相对较低的巨大泡沫区域。这被认为是目前通过射电观测所观察到的、以太阳系为中心、呈圆形花生状的空旷区域——即“本星系泡（Local Bubble）”。
在本星系泡附近还可以发现另一个巨大的结构。由于冲击波的吹拂，存在一种星际物质密度较高的圆形墙状结构，被称为巨大墙体GSH 238+00+09。根据此次分析，制造出太阳系周边本星系泡的近200次超新星爆发，似乎也共同创造了这堵巨大墙体。
在本次分析中追踪的每个星团的位置变化过程，已通过3D模型进行了非常详细的展示。
https://cswigg.github.io/cam_website/swiggum_2024_interactive/fig2_interactive.html
https://cswigg.github.io/cam_website/swiggum_2024_interactive/fig1_interactive.html
通过上述链接，您可以亲自从不同角度切换视角，对比从过去到现在，太阳系周围星团的分布是如何变化的。如果能亲眼确认这些诞生于仅有的三个有限源头的恒星，如今看起来竟如毫不相干的个体般分散在四面八方的过程，相信您一定会重新感受到银河系是一个多么充满活力的世界。
在追踪太阳系周边星团的动态历史时，有一个事实尤为令人深思：我们的太阳孤零零地漂浮在宇宙空间中，周围没有任何恒星簇相伴。这非常奇怪。太阳极有可能是在很久以前，与其他恒星一起在巨大气体云收缩过程中同时诞生的众多恒星之一。如果是这样，太阳周围理应存在许多在相似地点、相似时间共同诞生的邻居恒星。换言之，太阳理应隶属于某个星团。然而，太阳却是一颗不属于任何星团、独自游荡在宇宙中的“唯我独尊”之星。
寻找那些可能与太阳在同一故乡诞生、失散的“兄弟恒星”的努力一直在持续。区分恒星出身背景最可靠的方法是比较构成恒星大气的化学成分组成。如果在周围发现化学成分与太阳非常相似的恒星，则可以推测它们很有可能是很久以前在同一个气体云中利用相似材料凝聚而成的兄弟星。
迄今为止，已经发现了数十颗被认为是太阳失散兄弟的恒星。其中一颗是距离大力神座方向约110光年外的HD 162826。这颗恒星的质量比太阳重约15%，算是太阳的“重型兄弟”。更近些时候，有观测报告指出，距离孔雀座方向约185光年外的HD 186302也是太阳失散的兄弟星。但也有反驳观点认为，该恒星的轨道目前已大幅偏离太阳绕银河系公转的轨道，从动力学历史来看，它不太可能是太阳的兄弟。曾经有分析认为梅西耶67星团很可能是太阳诞生的故乡，但随着近期精密观测的深入，这种可能性已大幅降低。
遗憾的是，太阳在像现在这样离家出走、独自漂泊之前究竟出生于何处，至今尚未被准确查明。天文学家们仍在继续追踪太阳真正的故乡。太阳究竟是因为什么才变得如此孤单？而为什么这个问题如此重要？
追踪太阳准确的故乡星团，不仅超越了太阳的身世之谜，还能为我们提供关于地球及生命起源意想不到的答案。或许正是因为太阳是不属于任何星团的恒星，才能在更长的时间里稳定地孕育出适合生命生存的行星？也就是说，太阳孤独的现状，反而成了其身边能够存在地球这样美丽的生命宝库的意外幸运？更进一步推测，或许很久以前在太阳诞生的故乡星团各处，生命物质就已经形成，并随着演变传递到了地球，才造就了今天的地球。也就是说，如果找到了太阳出生的故乡星团，我们或许能更容易地找到外星生命的痕迹。
如果今天填满银河系的无数星团的故乡汇聚于仅仅两三处，那么太阳是否也诞生于其中的某个地方呢？随着我们能够追溯银河系的诞生过程，期待有朝一日能够追踪到太阳乃至生命诞生的瞬间，揭开所有关于太阳身世的秘密。
参考
https://www.nature.com/articles/s41586-024-07496-9
作者池雄培（Ji Woong-bae）是谁？他热爱猫咪和宇宙。儿时在看过《银河铁道999》后，立志要将宇宙的美丽传播给世人。目前在延世大学银河演化研究中心及近宇宙论实验室研究银河通过相互作用演化的课题，并通过演讲和写作进行多种科学传播活动。著有《썸 타는 천문대》（暧昧天文台）、《하루 종일 우주 생각》（整天想宇宙）、《별, 빛의 과학》（星，光的科学）等书。