利用欧洲航天局盖亚(Gaia)任务的数据,日本研究团队构建了迄今规模最大的“太阳双胞胎”恒星目录,并据此提出证据显示,太阳可能在约40至60亿年前与数千颗恒星一同从更靠近银河系中心的区域向外迁移。这一结果被研究人员视为理解银河系中心棒状结构形成过程的重要线索。
据介绍,“银河考古学”通过追踪恒星和星系的运动与化学性质,重建其长期演化历史。东京城市大学天文学家谷口大辅及其同事表示,现有研究认为,太阳诞生于约46亿年前,其形成位置距离银河系中心比目前所在轨道更近约一万多光年。恒星成分分析在一定程度上支持这一观点,但长期以来,如何在存在动力学障碍的情况下实现如此大尺度的径向迁移,一直是研究难点。
观测结果显示,银河系中心存在一个巨大的棒状结构,该结构在与银河盘共转的区域形成所谓“共转障碍”,通常被认为会抑制恒星大规模远离中心的迁移。为进一步检验太阳可能的迁移历史,研究团队此次尝试系统搜集与太阳性质极为相似的恒星样本。
研究人员将“太阳双胞胎”定义为在有效温度、表面重力和金属丰度等关键参数上与太阳高度接近的恒星。团队利用盖亚卫星第三次数据发布(DR3)中包含的光谱分析结果,从约二十亿颗恒星及其他天体的观测数据中筛选出6594颗太阳双胞胎,目录规模约为以往同类调查的30倍。
在此基础上,研究人员对这些恒星的年龄进行了精细估算,并对样本中“易于观测恒星”带来的选择效应进行了校正。分析显示,这批太阳双胞胎的年龄分布中存在一个宽广峰值,集中在约40至60亿年前,其中包括太阳在内的大量恒星。团队指出,有证据表明,这一年龄段的恒星在形成时所处的银河系半径与当前太阳轨道半径相近。

研究人员据此认为,太阳目前所在位置很可能并非个例,而是一次更大规模恒星向外迁移事件的一部分。这一推断不仅涉及太阳系的起源环境,也为银河系棒状结构的形成时间提供了约束。
团队指出,如果银河中心的棒状结构在相关时期已经完全形成,其共转障碍应会显著限制如此规模的恒星“逃逸”事件;而观测到的大量同龄太阳双胞胎分布特征,则更符合棒状结构当时仍处于形成或演化阶段的情形。研究人员表示,这些恒星的年龄信息为推断大规模迁移发生的时间窗口以及棒状结构形成的大致时间范围提供了依据。
研究还提到,银河系中心区域的环境与外盘相比,对生命演化的适宜程度存在差异。研究人员认为,太阳及其同龄恒星从更靠近中心的区域向外迁移,可能是太阳系最终位于银河系中相对适合生命长期发展区域的关键因素之一。
相关成果已于2026年3月12日发表在《天文学与天体物理学》(Astronomy & Astrophysics)期刊上,论文题为《盖亚DR3 GSP-Spec中的太阳双胞胎。I. 建立大型太阳双胞胎年龄目录》(Solar twins in Gaia DR3 GSP-Spec. I. Building a large catalogue of solar twin ages),作者为谷口大辅等,卷号为707,文献编号A260,DOI为10.1051/0004-6361/202658913。
