新たに作成された3Dマップでは、地球から3,000光年以内に位置する100万以上の連星対が明らかになり、これらの天体の遍在性が浮き彫りになった。
『スター・ウォーズ』で、内省的なルーク・スカイウォーカーがタトゥイーンの二重の夕日を見つめるあの荘厳なシーンを覚えていますか？私たちの目には、あれは実にエキゾチックな光景に映りますが、連星系は実に一般的で、天の川銀河に存在する太陽に似た恒星の少なくとも半分を占めています。とはいえ、連星系には「ワイド連星」と呼ばれるものもかなり多く含まれており、これは伴星間の距離が10 AU（地球から太陽までの平均距離の10倍）を超えるものです（これは地球と土星間の距離とほぼ同じです）。
王立天文学会月報に掲載された新たな研究は、地球から3000光年以内にある、これらの広域連星の全数調査を提供しています。カリフォルニア大学バークレー校の博士課程学生で天体物理学者のカリーム・エル＝バドリー氏が主導するこの論文は、直径10万光年を超える天の川銀河の大部分に広がる130万対の連星の相対的な位置を記録しています。ニューヨークにあるアメリカ自然史博物館のジャッキー・ファハティ氏は、エル＝バドリー氏と協力し、新たにマッピングされた連星の見事なフライスルー動画を制作しました。
新しい3D地図帳を作成するために、エル=バドリー氏はESAのガイア宇宙望遠鏡で収集したデータを使用した。ガイア宇宙望遠鏡は2013年以来、地球と太陽のラグランジュ点（ガイアのような宇宙船が定位置に留まることができる2つの大きな天体の間のスイートスポット）の軌道上にある。
互いに近接した連星を見つけるのは比較的簡単なプロセス（分光計が必要）ですが、広い範囲に広がる連星を見つけるのは全く別の話です。そこでガイアの出番です。ガイアは近傍の恒星の位置と固有運動を測定する能力を持っており、すでに数百万もの天体について測定を行っています。ただし、3000光年以上離れた恒星を追跡することはできないため、今回の調査範囲は限定されています。
エル＝バドリー氏はメールで、「広い距離にある場合、二つの星は空に二つの異なる光点として空間的に分離できるため、ガイア探査機を使えば広い範囲で観測しやすい」と説明した。「距離が近い場合、連星は分離できないため、検出には分光法などの他の方法が必要になります。」
エル＝バドリー氏は、マックス・プランク天文学研究所とボストン大学の同僚らと共同で、地球から同じ距離を宇宙空間を一緒に移動する恒星のペアを特定する計算手法を開発した。この分析では、2020年12月3日に公開されたガイアのデータ（約20億個の恒星を含む）を使用した。
重要なのは、この手法は誤検出につながる可能性があることです。一部の恒星は伴星を持っているように見えるだけで、天体は互いに同期して宇宙空間を移動していますが、それは全くの偶然です（著者らはこれを「偶然の配列」と呼んでいます）。エル＝バドリー氏は、この研究で特定された130万組のうち、真の連星である確率は90%だと見積もっています。これは不確実性が非常に高く、この研究の改善の余地がある領域です。
新しいカタログには、かつての恒星の高温高密度の残骸である白色矮星も相当数含まれています。カタログに掲載されている約1,400の星系は2つの白色矮星から構成され、16,000の星系は1つの白色矮星と別の種類の恒星から構成されています。カタログに掲載されている恒星の大部分は主系列星であり、現在も存在の主要な段階にあります。
https://gizmodo.com/does-our-sun-have-a-long-lost-twin-1844766242
エル＝バドリー氏と彼の同僚たちは、太陽に似た恒星の約25%が、地球と冥王星との距離にほぼ等しい30 AUよりも遠くに伴星を持つことも発見した。30 AUから50 AUまでの距離は一般的だが、研究チームは極端な距離にある連星も記録することに成功した。中には1パーセク（3.26光年）も離れている連星もあった。しかし、これらは例外的な例で、ほとんどの連星は互いに1,000 AU以内の距離にあることが分かっている。このような距離では、これらの連星が伴星と言えるのか疑問に思うのも無理はないが、エル＝バドリー氏によると、二重星は物理的に非常に広い範囲にわたって存在するという。
「最も近い連星は、地球と月の距離よりも小さい距離しか離れておらず、公転周期はわずか数分です」と彼は説明した。「最も広い連星では、距離は最大で数光年、公転周期は1億年を超えます。つまり、最も離れている場合、2つの星は天の川銀河を1周するごとに互いに約1周しか周回しておらず、形成されてからわずか数十周しかしていないということです。もちろん、これほど離れている場合の重力加速度は極めて弱いですが、完全に無視できるほどではありません。」
もう一つの興味深い観察結果は、多くの連星系がほぼ同程度の質量を持っていることです。これは奇妙なことで、特にこれらの天体間の距離を考えるとなおさらです。
「私たちの研究で驚くべき結果が得られたのは、数千AUの距離でさえ、2つの星の質量が数%以内でほぼ等しい『一卵性双生児』連星が極めて多く存在することです」とエル＝バドリー氏は述べた。「これは予想外のことでした。従来の星形成理論では、この距離では2つの星は基本的に独立して形成されると予測されており、質量に強い相関は見られないはずです。」
この観測は、連星系が同じ恒星の育成場で一緒に形成され、その後、時間の経過とともにゆっくりと離れていくという星形成理論を示唆する可能性がある。エル＝バドリー氏が指摘したように、「この種族がどのように形成されたのかについては、理論と観測の両面でさらなる研究が必要になるだろう」。
