最精确银河系三维舆图发布,新发现4亿颗恒星!

时值中秋,天宫奔月,人类对太空的探索从未止步。近日,天文学家依据欧洲航天局盖亚探测器的数据,制作出了迄今为止最精确的银河系太空地图,并发现了约4亿颗人类从未观察到的恒星。待服役结束,盖亚探测器将完成对10亿颗恒星的数据丈量,然而,这一数字还只是浩淼银河内恒星数量的约1%。
 
最精确银河系三维舆图发布,新发现4亿颗恒星!银河、天蝎座、人马座、礁湖星云、人马座恒星云和心宿二。拍摄于智利阿塔卡马沙漠。
摄影:BABAK TAFRESHI, NATIONAL GEOGRAPHIC CREATIVE
 
撰文:Michael Greshko
 
  经过对太空长达两年的观察,一台先进的太空测绘仪器终于发布了第一项成果:它以最精确的细节描绘了银河系,这让天文学家们惊叹不已。
 
  这项成果是“盖亚(Gaia)”探测器发布的第一批数据。该探测器于2013年12月发射升空,由欧洲航天局负责运行,目前位于距离地球150万公里的日地拉格朗日L2点。盖亚探测器的位置得天独厚,一直在分类记录恒星,并寻找因探测器绕太阳运转而形成的视差。
 
  通过计算视差,天文学家们可以极度精确地计算出恒星的准确位置及运动,而天体测量学,正是有了盖亚及其前辈依巴谷卫星才得以复兴。
 
  数千年来,从古巴比伦的天文学家再到十六世纪的第谷•布拉赫,许多天文学家一生都致力于确定恒星的精确位置,因为这是我们了解宇宙的关键基石。不过,20世纪60年代,这一领域有了新变化,科学家们获得了地面望远镜所能测得的最小视差(这种视差是由地球起伏不定的大气层干扰引起的)。
 
  20世纪八九十年代,欧洲航天局的依巴谷卫星将天体测量学的视角带到了太空,才得以精确地测量了10万多颗恒星的精确距离。而盖亚探测器的性能更好:依巴谷卫星只能探测1600光年的距离,但盖亚探测器则能望到30000光年的距离。
 
最精确银河系三维舆图发布,新发现4亿颗恒星!这张银河系及其近邻星系的全天域图是基于欧洲航天局的盖亚探测器2014年7月至2015年9月之间的观测数据绘制的。
供图:ESA
 
颠覆性的探测
 
  盖亚探测器已经追踪了银河系200万颗最亮恒星的位置和运动,远远超出了依巴谷卫星探测到的10万颗恒星。
 
  此次发布,是计划在2022年之前发布的五次数据中的第一次,同时发布的还有一套天体地图集(称之为“天图”似乎更恰当)。该天图基于从2014年7月之后15个月内的数据,详细记录了银河系中11亿颗恒星的位置和亮度,其中4亿多颗恒星都是之前从未见过的。
 
  “这是单次调查中得到的最大的天图,也是有史以来最精确的天图。”盖亚数据处理与分析联盟的成员、莱顿大学的Anthony Brown说道。他指出,虽然这张天图将在未来几年进一步大幅提高精度,不过,盖亚探测器已经能锁定10毫角秒内一颗恒星的位置了,这相当于在1.6公里之外确定某个直径小于头发丝宽度的物体的位置。
 
  欧洲航天局科学部主任Alvaro Giménez在一份声明中称:“盖亚处于天体测量学的前沿,能以前所未有的精度为天空绘图。今天的发布会让我们第一次认识到了等待我们去发现的重要数据,也认识到了这些数据将会彻底颠覆我们对银河系内恒星分布与运动的认识。”
 
  除此之外,这次数据发布也为天文学家的数据库中增加了数百颗变星。变星会以可预测的方式定期变暗变亮,从而可以让天文学家们测量宇宙距离。有了更多变星,就相当于拥有了一把更大、更精确的标尺。
 
  盖亚探测器目前还只处于初始阶段。等到预定服役期结束,它将追踪到大约10亿颗恒星的精确位置和运动,这个数量相当于银河系内估测恒星数量的1%。
 
  爱尔兰都柏林大学的天文学家Michael Perryman说:“盖亚即将带给人们银河系的三维电影,绝对是史无前例。”他在成为盖亚的首席项目科学家之前,曾在1993年至2007年间从事依巴谷卫星项目的研究工作。
 
  他说:“真是太厉害了,这是革命性的进步,非常壮观,肯定会让数千名科学家忙上好几年。”
 
  而搭载了十亿像素级摄像机和光学仪器的盖亚探测器,虽可与哈勃太空望远镜上的摄像机相匹敌,但是,追踪恒星并非它的唯一任务。盖亚探测器首席项目科学家TimoPrusti称,盖亚最终的探测任务将会包含25万个新的恒星系统天体、100万个遥远星系、50万个类星体,以及约2万个地外行星。
 
  诚然,这绝对是天文学家们热切期盼的重大奇迹。美国哥伦比亚大学的天文学家Kathryn Johnston把盖亚探测器比作是“我们这一代天文学家研究星系科学的伟大数据库”。
 
(译者:mikegao)
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