它带来了五项宇宙新洞见

2013年，欧洲空间局（ESA）的盖亚卫星发射升空，它的目标是测量10亿颗恒星的精确位置。

近日，盖亚任务刚刚发布了一组最新数据。这些数据收集自2014到2017年间，除了恒星的位置、速度和亮度之外，它还带来了大量有关其他天体的信息。

盖亚卫星的艺术家畅想图。（图／ESA）

  我们星系的过去和未来  

太空中的一切都在移动，恒星也不例外。最新发布的数据包含了有史以来最大的银河系三维地图，它详尽展示了银河系中的恒星是如何运动的。

先前的数据包括恒星在两个维度上的运动，也就是上下和左右，它们被统称为恒星的自行。但最新的数据还显示了恒星远离我们或朝我们移动的速度，也就是恒星的视向速度。

通过将视向速度和自行结合起来，我们可以发现恒星绕行银河系时在三维空间的运动速度。这意味着，我们不仅拥有银河系恒星当前位置的最佳地图，还可以追踪它们的运动和变化，也可以回溯过去的模样。

这可以告诉我们许多有关银河系历史的事情，比如哪些恒星可能来自其他星系，并在过去与我们的星系并合。

视向速度的测量也可以帮助我们找到隐藏的天体，包括行星和褐矮星（极其微弱的低质量恒星），从它们绕行宿主星时引起的微小摆动中就能寻觅到它们的身影。

盖亚的新数据还被用来制作出了这张银河系的星际尘埃图谱，高浓度的尘埃（黑色）从远离银道面的位置逐渐降低（从黄色到蓝色）。其中包含了数十亿年来星系并合、超新星和新生星的踪迹。（图／DPAC, GAIA, ESA, CC BY-SA）

  恒星死亡过程的细节  

盖亚不仅测量我们银河系中的恒星，它还测量了邻近的仙女星系中的恒星。这些数据包括一项名为Gaps（盖亚仙女星系测光巡天）的测量。

测光巡天测量的是恒星的亮度以及它们随时间的变化。通过Gaps，盖亚测量了仙女星系方向的每颗恒星随时间的亮度变化。

它包括了120万颗恒星，其中一些是银河系中碰巧“挡道”的前景恒星，但还有一些是仙女星系中约1%的最亮的恒星。这让科学家能够研究仙女星系中那些最大、最亮的恒星在亮度上的变化模式，告诉我们它们的演化情况以及它们在生命周期中的位置。这实际上带来了更多关于即将奔赴生命终点的古老恒星的信息，而其中一些最终可能会产生超新星的巨大爆发。

  宇宙奇怪膨胀的真相  

类星体是位于可观测宇宙边缘的能量极高的星系核，它们是宇宙中最亮的天体，也是我们能看到的最遥远的天体。

新数据包括了对110万个类星体的测量。类星体包含着超大质量黑洞，它们激烈地吞噬着周围的一切。除了这些被确认的类星体之外，盖亚还发现了660万个类星体候选天体。

这可能会大大增加已知类星体的数量，带来更多非常重要的信息， 因为它们让天文学家有机会测量宇宙“最偏远角落”的距离。

宇宙膨胀历史。（图／NASA, WMAP）

而这反过来又能让我们计算出宇宙膨胀的速度，或许有望帮助揭开长久以来的哈勃常数争议。（有关哈勃常数争议，详见《宇宙学最大的争论即将迎来终结？》。）

  有多少小行星有卫星？  

盖亚研究的并非都那么遥远。它的数据还包含了太阳系中的15.8万个天体，其中就有15.6万颗已知小行星的最新测量，能准确地告诉我们这些小行星在绕行太阳时遵循的路径。

盖亚观测到的围绕太阳的小行星。每一段线条都是一颗小行星，代表它10天里的运动，蓝色代表内太阳系。（图／ESA, Gaia, DPAC, CC BY-ND）

不仅如此，盖亚团队还发现，他们能够根据小行星的卫星造成的小行星摆动的情况，寻找到绕行小行星的卫星。

目前已知有数百个带有卫星的小行星，但对盖亚来说，即使小行星的卫星小到无法直接观测到，它仍然有办法。因为盖亚能够非常精确地测量小行星的位置，从而看到由卫星引力引起的轻微晃动。ESA表示，目前最新的数据至少包含一个这样的新卫星，但很有可能还有很多有待发掘。

小行星讲述着早期太阳系的混乱。当时，较大的行星将较小的行星和小行星抛入围绕太阳公转的新轨道，才有了如今的太阳系。除了小行星的卫星，盖亚还测量了6万多颗小行星的化学组成，让我们有机会追溯它们的起源和太阳系过去的故事。

  恒星如何形成并运转的  

我们的太阳是一颗“孤独”的恒星，但其他许多恒星都有伴星，也就是围绕着一个共同的中心互相绕行的“恒星对”。

新的数据包括这种多恒星系统目录的初步数据。这只是一个初步清单，但它已经包含81.3万个双星系统。而完整的目录将在之后发布的数据中陆续释出。

双星可以告诉我们很多关于恒星以及它们的形成的更多信息。这对于所谓的食双星系统来说尤其如此。

这类双星系统恰好排成了一排，所以从我们的角度来看，一颗恒星会经过另一颗的前方。食双星非常特别，因为我们可以通过对它们的测量计算出系统几乎所有物理特性，比如恒星的质量和大小，以及它们的距离。这让我们能够认识到比单恒星研究多得多的东西。

这些新数据令全世界的天体物理学家兴奋不已，许多人已经迫不及待地投入其中，看看能发掘出哪些新的线索。

#创作团队：

原文作者：Adam McMaster（开放大学天文学博士研究生）

Andrew Norton（开放大学天体物理学教育教授）

编译：Gaviota

排版：雯雯

#参考来源：

https://theconversation.com/gaia-mission-five-insights-astronomers-could-glean-from-its-latest-data-184773

https://www.sciencenews.org/article/new-asteroid-gaia-map-milky-way-galaxy-stars

#图片来源：

封面图：ESA

首图：ESA, Gaia, DPAC, CC BY-ND