星团和星协有什么区别？太阳属于哪个星团和星协？

乱说家刳

星团和星协貌似是两个不同的理论，但是都是恒星集团的形式他们有什么关系么？？
我们所在的太阳系有没有所属的本星团，本星协之类的东西？？还是因为我们身在庐山中而无法观测？？

郑州科威

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雷JY

@刘博洋 的答案写得很详细，我来跑个题
恒星都是成团诞生的，一群恒星还被引力束缚着的时候叫星团，已经不再被引力束缚的一群有着相似运动学特征，化学特征的恒星叫星协。
稍微提一句比较先锋的观点，至少在我看到的某些人的研究中，已经不再区分球状星团和疏散星团了，只以星团的恒星质量和恒星形成历史讨论问题；这是因为星团的质量分布是一个连续的函数，并没有两类星团的明显区分；球状星团依然会被引力瓦解，损失质量，球状星团也不再像之前那样被认为是星族年老简单的星团了。
把这个概念推广开来看，银河系里数量众多的恒星如果最初都属于某个星团的话，那么今天还有没有可能通过研究这些恒星来回溯他们的出身？听上去不可完成吧？希望还是有的，正如人类学家可以通过Y染色体和线粒体来追溯人类族群的演化一样，天文学家一样试图利用恒星的“DNA信息”--光谱分析给出的恒星表面元素丰度--来研究他们的出身。恒星表面的元素丰度来自于形成这些恒星的分子气体，在同一个地方形成的恒星(比如，同一个星团里)有着非常相似的化学组成。
天文学家们首先尝试了比较粗糙的方法：首先只关注最容易测量的化学元素的丰度，比如Fe和Mg，O等。拥有相似元素丰度的恒星被称为单丰度星族(mono-abundance population).  普林斯顿大学的天体物理学家Jo Bovy利用APOGEE巡天的观测发现，这些化学性质相似的恒星在银河系里的分布不是随机的。这些规律虽然没有具体到单个星团的量级，但是一样可以帮助我们理解银河系的恒星形成历史。


(图片来自Bovy et al. 2016 The Stellar Population Structure of the Galactic Disk 横坐标代表了到银河系中心的距离；不同颜色的曲线代表不同金属丰度的单丰度星族沿着半径方向的密度分度。)

那么可不可以更进一步呢？随着对恒星光谱观测的愈加精细，天文学家有信心测量越来越多的元素的丰度。现代的高分辨近红外光谱观测可以提供20多个元素的丰度。利用现代的统计学习方法，天文学家们有信心同时使用所有元素的丰度来进一步寻找在形成历史上更加相近的恒星族群(可以看成是更广义的星协)，这个方法叫做“化学标记示踪” (Chemical tagging)。这个方法尚在发展的雏形阶段，但已经展示出了很好的前景。哈佛大学的天体物理学博士丁源森(Yuan-Sen Ting)在这个领域做出了很多出色的尝试。他们的工作现实，虽然现在利用化学标记从茫茫星海里辨认出曾经在一个星团里面战斗过的兄弟们尚非常挑战，但已经可以进一步将银河系里的恒星分成在起源上有联系的几百到几千个族群。未来样本更大的银河系恒星光谱“普查”将为这一方法注入新的活力。总有一天，天文学家会逐渐理清银河系里恒星的家谱的。



(图片来自Ting et al. 2015 Prospects for Chemically Tagging Stars in the Galaxy 想在图像里认出一个星团是容易的，有了恒星的速度测量，确认一个星协也不是很难，但是要想用化学标记算法找到可能有相同起源，但已经散落在银河系各处的一族恒星，则需要复杂的现代统计学习算法。)

折失的誓言群

恒星形成于分子云，而且通常是一次下一窝的成团产生。这样的一团恒星我们叫它星团。
传统上，星团分球状星团和疏散星团。球状星团成员星众多，靠恒星之间的引力就可以维系整个系统长期稳定存在。
而疏散星团在形成过程中，其系统内部的自引力主要来自星团所诞生的分子云的质量；恒星形成之后，最先形成的大质量恒星产生的紫外光子会瓦解氢分子、电离氢原子，逐渐破坏产生这个星团的分子云，这些星际气体就难以维持致密的分子云状态，逐渐被驱散了。在银河系中，从分子云向恒星的转化率只有5%，也就是说分子云剥离的过程中，分子云+星团的体系剥离掉了95%的质量，自引力的束缚被削弱了很多。不过疏散星团刚刚诞生时，恒星间的距离还比较近，恒星间仍然是引力束缚的。


（正在从分子云中破茧而出的一个星团 NGC 602。NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration）
但是星团产生后，在星系中会不断受到周围其他恒星、星际介质的引力扰动，本身比较松散的引力束缚是不足以长期维持疏散星团稳定存在的，最终星团会被打散，成为游离在星系中的场星。
星协就是疏散星团在打散的过程中，仍然保持相似的运动方向、能够看出来是有着同样的起源，但是已经没有了彼此的引力束缚的时候，对这一群恒星的称呼。
太阳的寿命已经有50亿年，已经上下穿越银河系平面140多次、穿越旋臂50多次、绕整个银河系旋转20多圈。按照 de La Fuente Marcos 1998 (Dynamical Evolution of Open Star Clusters) 的说法，根据疏散星团的初始密度，疏散星团损失一半成员星的“半衰期”（姑且这么翻译）最长是8亿年。如果此说靠谱的话，可以基本认为当初一起形成的小伙伴的绝大部分已经走散了。
不过天文学家们还是想试着找找看。
曾经有怀疑认为离太阳2900光年之遥的疏散星团 M67 （下图左）可能是太阳诞生的地方，理由是这个星团中恒星的化学组成、年龄等跟太阳很相似。但是 Pichardo 等人2012年的一个研究（The Sun was Not Born in M67）计算了太阳和 M67 运动的轨迹，反推过去二者是否可能曾经在一起，他们发现太阳在银河系中运动时，距离银盘中央平面始终不会太远（下图右，红），而 M67 上下摆动的幅度就要大很多（下图右，蓝）。


（左：M67，ESA/Hubble & NASA；右：太阳和M67的运动对比，Pichardo等2012）
结论是，太阳倒是有可能是从 M67 弹射出来的，但那样的一次弹射的速度会达到 20km/s，来使太阳和 M67 具有如今这样非常不一样的运动轨道。要达到这样的弹射速度需要一次相对惊险刺激的三体相互作用，这样的一次事件会毁掉太阳的原行星盘，应该也就没地球什么事儿了，所以认为太阳不可能是 M67 中跑出来的。
也有人为太阳诞生于 M67 的理论找补，说如果太阳先以一个较低的速度脱离 M67，之后 M67 在与附近的巨分子云的相互作用中，逐渐获得了较大的速度，从而逐渐远离银河系盘面，那还是可以解释的通的。（Gustafsson 等人2016，Gravitational scattering of stars and clusters and the heating of the Galactic disk）
在 M67 之说尚不可靠之时，甚至有可能太阳诞生的星团已经完全瓦解的情况下，还有一些努力是去寻找跟太阳同时形成的个别“离散兄弟”。思路大体还是两方面，一是比较光谱，看化学组成是不是一致；二是测量运动，看以前能不能凑到一块去。目前这些努力还都在继续进行着，虽然偶有发现在部分方面与太阳十分投缘的恒星，整体来看，还不好咬定哪一颗一定与太阳同源。//EOF

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