重新定義天文學基礎，蓋亞探測器創造迄今銀河系最豐富的星圖

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歐空局的蓋亞（Gaia）任務已經產生了迄今為止最豐富的恆星目錄，包括對近17億顆恆星的高精度測量，以及揭示了我們銀河系前所未見的細節。人們期待已久的消息發布後，大量的新發現正在地平線上，這是基於22個月的圖表。

新的數據包括了超過10億顆恆星的位置、距離指標和運動，以及我們太陽系和銀河系之外的恆星的高精度測量。對這一現象的初步分析揭示了銀河系恆星的構成以及恆星運動的細節，以及研究我們的星系的形成和演化的基本信息。

蓋亞對我們銀河系和鄰近星系的全天空觀測，基於近17億顆恆星的測量，這張圖顯示了2014年7月至2016年5月期間，歐空局衛星觀測到的星空的亮度和顏色，更明亮的區域表示密度更大的恆星，尤其是明亮的恆星，而較暗的區域對應的是天空中觀測不到明亮恆星的區域。圖片：Gaia數據處理與分析聯盟(DPAC)

歐洲航天局的科學主任岡瑟·哈辛格說：蓋亞所收集的觀測結果正在重新定義天文學的基礎。蓋亞是一個雄心勃勃的任務，它依賴於巨大的人類協作來理解大量高度複雜的數據。它表明需要長期項目來保證空間科學和技術方面的進展，並在未來幾十年執行更大膽的科學任務。蓋亞（Gaia）於2013年12月成立，次年開始進行科學運營。第一個數據發布，基於一年多的觀察結果，於2016年發布，它包含了200萬顆恆星的距離和運動。

新發布的數據涵蓋了2014年7月25日至2016年5月23日之間的這段時間，將近17億顆恆星的位置確定下來，而且精確度要高得多。對一些最亮的恆星來說，精確的水平相當於地球上的觀察者能夠發現月球表面的一枚歐元硬幣。通過這些精確的測量，我們有可能將恆星的視差和地球每年繞太陽運行軌道的變化——從它們在銀河系的真實運動中——分離出來。新目錄列出了超過13億顆恆星的視差和速度，或適當的運動。從最精確的視差測量中，天文學家可以直接估計到單個恆星的距離。

蓋亞對我們銀河系和鄰近星系的全天空觀測。地圖顯示了恆星的總亮度和顏色(頂部)，恆星的總密度(中間)和填充星系的星際塵埃(底部)。這些圖像是基於在2014年7月至2016年5月期間，ESA衛星在天空的每個部分所進行的觀測，該衛星於2018年4月25日作為Gaia第二次數據發布的一部分發表。圖片：Gaia數據處理與分析聯盟(DPAC)

荷蘭萊頓大學的安東尼布朗說：第二次蓋亞（Gaia）數據的發布代表了ESA的Hipparcos衛星，Gaia的前身，以及近30年前對118000顆恆星進行的第一次太空任務的巨大飛躍。安東尼是Gaia數據處理和分析聯盟執行官的主席，負責監督約450名科學家和軟體工程師的大規模合作，他們負責從衛星數據中創建Gaia目錄。單單是星星的數量，加上它們的位置和動作，就足以讓蓋亞的新產品目錄變得相當驚人。但還有更多，這個獨一無二的科學目錄包含了許多其他的數據類型，包括關於恆星和其他天體的屬性的信息，使得這個版本真正的與眾不同。

綜合數據集為天文學社區提供了廣泛的主題。除了位置，數據還包括所有被測恆星的亮度信息和幾乎所有的顏色測量，以及關於50萬變星的亮度和顏色如何隨時間變化的信息。它還包含了沿視線方向的速度，這是七百萬顆恆星的一部分，表面溫度約為一億，星際塵埃對8700萬的影響。蓋亞還觀察了我們太陽系中的天體:第二次數據釋放包括超過14000個已知小行星的位置，這使得它們的軌道能夠精確的確定。一個更大的小行星樣本將被編譯在蓋亞的未來版本中。在更遠的地方，蓋亞關閉了50萬顆遙遠類星體的位置，明亮的星系以其核心的超大質量黑洞的活動為動力。

這些源被用來為Gaia目錄中所有物體的天體坐標定義一個參考系，這是在無線電波中經常做的，但現在第一次也可以在可見光波段。一旦科學家開始探索蓋亞的新版本，預計會有重大發現。由數據聯盟進行的驗證目錄質量的初步檢查已經揭示了一些有希望的驚喜——包括對恆星演化的新見解。自於義大利的納扎伊納爾迪·阿特拉諾瓦(INAF)，以及數據處理聯盟執行委員會副主席，義大利帕多瓦的天文台安東尼拉·瓦萊納里說：新的蓋亞數據非常強大，令人興奮的結果就在我們的手中。例如，我們已經建立了最詳細的赫茨伯朗格-羅素的星圖，在整個天空中，我們已經發現了一些有趣的趨勢。這感覺就像我們正在開創銀河考古學的新紀元。

Hertzsprung-Russell圖以二十世紀初設計它的兩位天文學家命名，比較了恆星的內在亮度和它們的顏色，是研究恆星數量及其演化的基本工具。這張圖的新版本，基於從Gaia目錄中挑選出的離太陽5000光年的400萬顆恆星，首次揭示了許多細微的細節。這包括不同類型的白矮星的特徵——像我們的太陽這樣的恆星的死亡殘骸——這樣就可以在富含氫的內核和由氦主導的恆星之間進行分化。結合蓋亞測量的恆星速度，該圖表使天文學家能夠區分不同年齡的不同恆星的不同年齡恆星，它們位於銀河系的不同區域，如圓盤和光暈，並以不同的方式形成。

進一步的研究表明，那些被認為屬於「光環」的快速移動的恆星，包括兩個不同的恆星群，它們來自於兩個不同的形成場景，並要求進行更詳細的研究調查。歐空局的蓋亞項目科學家蒂莫·普魯斯蒂說：蓋亞將極大地促進我們對宇宙所有宇宙尺度的理解。即使是在我們認為我們最了解的地區——太陽附近，蓋亞也展現出了新的、令人興奮的特徵。3D星系：對於在幾千光年的太陽範圍內的恆星的一個子集，蓋亞測量了所有三維空間的速度，揭示了以類似速度環繞星系的恆星運動的模式。未來的研究將確定是否這些模式都與擾動產生，一個密集恆星密度與一個細長的形狀在星系的中心，通過銀河系的旋臂結構或與較小的星系合併幾十億年前。

在蓋亞的精確計算中，也可以看到一些球狀星團中恆星的運動——古老的恆星系統被引力束縛在一起，在銀河系的光暈中被發現——在我們的鄰近星系中，小而大的麥哲倫星雲。蓋亞的數據被用來獲得75個球狀星團和12的軌道圍繞銀河系的矮星系，提供重要的信息來研究過去我們星系的演化及其環境,在起作用的引力,和難以捉摸的滲透到星系的暗物質的分布。歐洲航天局的蓋亞任務經理Fred Jansen說：蓋亞是最優秀的天文學儀器之一。科學家們將會為這一數據忙碌多年，準備好驚訝於將解開我們銀河系秘密的大量發現！

博科園-科學科普｜參考期刊文獻：Astronomy & Astrophysics｜來自：歐洲空間局（ESA）

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