利用双子座南望远镜，一组天文学家首次证实，双星组成的差异可能源于它们形成的恒星物质云中化学物质的变化。这些结果有助于解释为什么来自同一分子云的恒星可以拥有不同的化学成分并拥有不同的行星系统，同时也对当前的恒星和行星形成模型提出了挑战。

　　据估计，高达85%的恒星存在于双星系统中，有些甚至存在于有三颗或更多恒星的系统中。这对恒星是在相同的分子云中诞生的，它们拥有相同的化学成分，所以天文学家预计它们的组成和行星系统几乎相同。然而，对于许多二进制文件来说，情况并非如此。虽然一些提出的解释将这些差异归因于恒星演化后发生的事件，但一组天文学家首次证实，它们实际上可能起源于恒星开始形成之前。

　　在阿根廷天文、地球和空间科学研究所(icet - conicet)的卡洛斯·萨菲的带领下，该团队使用了智利的双子座南望远镜，这是国际双子座天文台的一半，由美国国家科学基金会部分支持，由NSF NOIRLab运营。利用新的精确的双子座高分辨率光谱仪(GHOST)，研究小组研究了一对巨星发出的不同波长的光或光谱，揭示了它们化学组成的显著差异。“GHOST的高质量光谱提供了前所未有的分辨率，”萨菲说，“使我们能够以最高的精度测量恒星的恒星参数和化学丰度。”这些测量结果显示，其中一颗恒星的重元素丰度高于另一颗。为了弄清这种差异的根源，研究小组采用了一种独特的方法。

　　先前的研究提出了三种可能的解释来解释观测到的双星之间的化学差异。其中两个涉及恒星演化过程:原子扩散，或根据每颗恒星的温度和表面重力将化学元素沉淀到梯度层;一颗小的岩石行星被吞没，这将给恒星的组成带来化学变化。

　　第三种可能的解释回顾了恒星形成之初的情况，认为这些差异源于分子云中原始的或预先存在的不均匀区域。简单地说，如果分子云的化学元素分布不均匀，那么在分子云中诞生的恒星就会有不同的组成，这取决于它们形成的地方有哪些元素。

　　到目前为止，研究已经得出结论，这三种解释都是可能的;然而，这些研究仅仅集中在主序双星上。“主序星”是恒星度过其生命大部分时间的阶段，宇宙中的大多数恒星都是主序星，包括我们的太阳。相反，萨菲和他的团队观察到一个由两颗巨星组成的双星。这些恒星拥有极深和强烈湍流的外层，或对流区。由于这些厚对流区的特性，研究小组能够排除三种可能解释中的两种。

　　对流区内流体的持续旋转会使物质难以分层，这意味着巨星对原子扩散的影响不太敏感——这就排除了第一种解释。厚厚的外层也意味着行星的吞没不会改变恒星的组成，因为被吸收的物质会迅速被稀释——这就排除了第二种解释。这使得分子云内部的原始不均匀性成为被证实的解释。“这是天文学家第一次能够证实双星之间的差异始于它们形成的最早阶段，”萨菲说。

　　“利用GHOST仪器提供的精确测量能力，双子座南现在正在收集恒星生命结束时的观测数据，以揭示它们出生的环境，”美国国家科学基金会国际双子座天文台项目主任马丁·斯蒂尔说。“这使我们有能力探索恒星形成的条件如何影响它们在数百万或数十亿年的整个存在。”

　　本研究的三个结论特别重要。首先，这些结果解释了为什么天文学家看到的双星拥有如此不同的行星系统。萨菲说:“不同的行星系统可能意味着非常不同的行星——岩石行星、类地行星、冰巨星、气体巨星——它们围绕宿主恒星的轨道距离不同，支持生命存在的可能性也可能非常不同。”

　　其次，这些结果通过表明具有不同化学成分的恒星仍然可以有相同的起源，对化学标记的概念提出了关键的挑战-使用化学成分来识别来自相同环境或恒星托儿所的恒星。

　　最后，以前观测到的差异归因于行星对恒星表面的影响，这些差异现在可能被视为从恒星生命的一开始就存在。

　　萨菲说:“通过首次证明原始差异确实存在，并对双星之间的差异负责，我们表明恒星和行星的形成可能比最初想象的更复杂。”“宇宙喜欢多样性!”