夏夜，如果你在远离城市的山里抬头，银河会像一道被揉皱的雾带横过天空。那些亮星里，绝大多数是“晚出生的一代”，天文学家给它们起了个听起来挺贵气的名字——星族I。我们的太阳，也是其中一员。
名字像头衔，含义却很朴素：它们身上带的“金属”比较多。
先说说“金属”这个奇怪的说法
在天文学里，金属泛指氢和氦以外的一切元素——碳、氧、硅、铁，也包括你手腕上那只金镯子。所以“金属丰度”不是指含铁多少，而是指这批元素的总体比例。
一句话定义：星族I是金属丰度较高、年龄相对较轻、主要在星系盘和旋臂中活动的恒星。
为什么会有这种差别？把银河系想成一锅老汤。宇宙最初只有氢和氦，等于一锅清水。第一批恒星在核心里把氢烧成氦，再烧成碳、氧、硅、铁，死亡时把这些产物抛回星际空间——汤里第一次有了料。此后诞生的恒星，用的就是这锅加过料的高汤。星族I，就是用高汤熬出来的那一锅。
数字有多悬殊
太阳的金属丰度约为1.4%（按质量计算），天文学家常把它的铁氢比当作标尺，记作0。星族I恒星的铁含量大致不低于太阳的十分之一；而银河系晕里的高龄恒星、球状星团成员（属于星族II），铁含量通常在太阳的几十分之一到几百分之一之间。目前已知最贫金属的恒星，铁含量不到太阳的万分之一——同样的比例放到一锅汤里，相当于盐只剩几粒。
它们住在“新区”
星族I偏爱旋臂。那里气体密集、分子云成片，是银河系的建筑工地，恒星正一批批开工。它们的轨道也比较规矩：接近圆形，基本在盘的平面内绕银心运行，像在环城快速路上匀速行驶。星族II则相反，轨道倾角大、偏心，像斜穿市中心的路线。
太阳就是典型样本：距银心约2.6万光年，绕行速度约每秒220公里——换算下来每小时约79万公里，差不多一小时绕地球赤道20圈；跑完一圈约需2.3亿年。
你身体里的元素，签着它们的名字
碳和氧来自恒星核心的氦燃烧，铁来自大质量恒星坍缩的核心和随后的超新星爆发。金、铂这类更重的元素，2017年那场著名的引力波事件（GW170817，两颗中子星并合）给出了它们在剧烈并合中被锻造的直接观测证据。换句话说，组成你骨骼的钙、血液里的铁，都经过了至少一代恒星的加工。
分类的边界没那么干净
“星族”这个概念由巴德在1944年提出，当时只有两类。如今天文学家更愿意用连续的金属丰度分布来描述恒星，界线究竟划在哪里，目前尚无定论。再往前推，理论上还存在几乎不含金属的第一代恒星，即第三星族——它们是否真的存在、质量能有多大，目前仍属理论预言，直接观测尚未确认，只有一些间接线索。
回到那道银河
所以你抬头看到的那条亮带里，闪得最明显的多半是星族I这样的“新住户”。它们含着前代恒星的骨灰，也含着未来行星与生命的原料。太阳只是其中一个普通成员；而你的金镯子，正是这锅老汤熬了几十亿年的一勺浓缩。
银河系的“加料”还在继续。几十亿年后诞生的恒星会比太阳更“富有”——到那时，天文学家该给它们起个什么新名字？
延伸阅读
- 《千亿个太阳》，鲁道夫·基彭哈恩著，讲恒星一生与元素锻造的经典科普。
- 纪录片《宇宙时空之旅》（Cosmos: A Spacetime Odyssey，2014），第二集涉及恒星与元素起源。
- NASA Science 宇宙专栏（science.nasa.gov/universe），恒星演化与星系结构的官方科普资料。