人們?cè)?jīng)以為，宇宙中大多數(shù)的恒星都是有伴星的，然而近些年來(lái)的觀測(cè)數(shù)據(jù)卻表明，事實(shí)并非如此，實(shí)際上，在已知的恒星中，有大約60%都是單星。

不過在這些單星中，絕大部分都是那些質(zhì)量相對(duì)較小的紅矮星，而隨著質(zhì)量的增加，恒星有伴星的概率也會(huì)不斷提升，以至于那些大質(zhì)量的恒星，其有伴星的概率可以達(dá)到80%，即使對(duì)于像太陽(yáng)這樣的中等質(zhì)量恒星來(lái)講，其有伴星概率也有50%左右。

為什么會(huì)這樣呢？一個(gè)合理的解釋就是，恒星都是誕生于那些原始星云，一顆恒星的質(zhì)量越大，孕育它的原始星云也越大，在這種情況下，原始星云在形成恒星時(shí)，就更可能分裂成兩個(gè)或多個(gè)物質(zhì)密集區(qū)域，進(jìn)而演化成雙星或多星系統(tǒng)。

所以我們有理由懷疑，太陽(yáng)也可能是有伴星的，或許在很久很久以前，太陽(yáng)系曾有兩個(gè)太陽(yáng)，但后來(lái)它們卻分開了。但問題是，如果真是這樣，那另一個(gè)太陽(yáng)去哪了？實(shí)際上，科學(xué)家對(duì)此也很感興趣，并且還進(jìn)行了深入研究。

在研究工作中，科學(xué)家使用一個(gè)名為AMBRE的大型巡天項(xiàng)目的數(shù)據(jù)，該項(xiàng)目?jī)?chǔ)存了超過1.7萬(wàn)顆恒星的光譜信息，涵蓋了太陽(yáng)周邊很大一片區(qū)域。

從理論上來(lái)講，如果太陽(yáng)真的曾有伴星，那這顆伴星就應(yīng)該包含在AMBRE數(shù)據(jù)庫(kù)之中，畢竟相對(duì)宇宙空間的宏大尺度，恒星的運(yùn)動(dòng)速度可以說是慢如蝸牛，即使給它幾十億的時(shí)間，它也不可能跑得太遠(yuǎn)。

恒星一旦形成，其化學(xué)組成就基本固定下來(lái)了，所以如果兩顆恒星的化學(xué)組成非常接近，就很可能誕生于同一片原始星云，根據(jù)這個(gè)原理，科學(xué)家首先篩選出了55顆金屬豐度與太陽(yáng)非常接近的恒星。

（注：在天文學(xué)里，除氫和氦之外，其他的元素都被稱為金屬）

如此一來(lái)，研究對(duì)象就大幅縮小了，接下來(lái)，科學(xué)家對(duì)這55顆恒星進(jìn)行更精細(xì)的多元素豐度測(cè)量（大約有20多種元素），篩選出了與太陽(yáng)非常接近的12顆恒星。

下一步就是測(cè)量這些恒星的年齡，畢竟太陽(yáng)伴星（如果真的有）的年齡應(yīng)該與太陽(yáng)差不多，通過這一步，科學(xué)家進(jìn)一步把范圍縮小到4顆恒星，它們分別是：“HD 52456”、“HD 126829”、“HD 176535”和“HD 186302”。

（這4顆恒星的元素豐度與原子序數(shù)關(guān)系，輕元素和重元素的平均豐度分別用紅色和藍(lán)色方塊表示）

那這4顆恒星是不是都可能曾經(jīng)是太陽(yáng)的伴星呢？也不一定，科學(xué)家還要從它們的運(yùn)行軌道進(jìn)行篩選，因?yàn)槿绻?yáng)真有伴星的話，那這顆伴星與太陽(yáng)在早期的軌道分布就應(yīng)該很相近，哪怕經(jīng)過幾十億年的擾動(dòng)，其軌道統(tǒng)計(jì)特征也可以保留不少的相似性。

這一步主要依賴蓋亞衛(wèi)星第二次數(shù)據(jù)發(fā)布（Gaia DR2）的信息（蓋亞衛(wèi)星可以精確測(cè)量恒星在天空中的位置、視差、自行以及徑向速度），在經(jīng)過仔細(xì)分析后，科學(xué)家最終鎖定了“HD 186302”。

（左圖為速度分布， 右圖為它們距銀道面最大高度與平均軌道半徑的關(guān)系，顏色條表示恒星的軌道偏心率）

可以看到，“HD 186302”通過了科學(xué)家一系列的嚴(yán)苛篩選，由于它幾乎完美地滿足了太陽(yáng)伴星應(yīng)該具備的條件，因此這顆恒星目前也被認(rèn)為是最有可能曾經(jīng)是太陽(yáng)伴星的恒星。也就是說，如果太陽(yáng)系真的曾有兩個(gè)太陽(yáng)，那另一個(gè)太陽(yáng)可能就是“HD 186302”。

觀測(cè)數(shù)據(jù)表明，“HD 186302”在天空中位于孔雀座，距離我們大約185光年，其質(zhì)量約為太陽(yáng)的97%，半徑約為太陽(yáng)的95%，它與太陽(yáng)一樣都是G型黃矮星，不過就目前的情況來(lái)看，科學(xué)家尚未確定“HD 186302”是否有行星。

參考資料：

The AMBRE project: searching for the closest solar siblings，doi.org/10.1051/0004-6361/201834285