「蓋亞」號的寶藏

探索 05-02

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「蓋亞」號藝術想像圖

「我現在感覺聖誕節就要到來了。」 Vasily Belokurov上周說道。他是來自英國劍橋大學的天文學家。4月25日，他與來自世界各地的數百位天文學家一同，得到了天文學史上最大規模的一批數據：銀河系內部及附近13億顆恆星的精確位置、運動、亮度和顏色。這些數據由「蓋亞」號衛星在其任務的前兩年收集。「蓋亞」號由歐洲航天局（ESA）耗資7.5億歐元建造，於2013年升空。這批「蓋亞」號公布的數據將引發對銀河繫結構研究的新一輪熱潮。

我們很難繪製銀河系的「地圖」，一方面由於銀河系中的氣體和塵埃遮擋了它大部分的結構，另一方面由於我們身處銀河系之中。「蓋亞」號帶來的恆星位置信息有助於我們更加清晰地描繪出銀河系的螺旋結構，而恆星運動的信息將有助於科學家們回溯時光，追溯130億年來銀河系的演化歷程。與此同時，科學家們會通過恆星的顏色和亮度信息對不同組成的恆星進行分類，並分析出不同類型的恆星的誕生地點。

這批新數據還包括太陽系中14000顆小行星的信息。Gerry Gilmore是一位劍橋大學的天文學家，也領導著「蓋亞」號數據處理聯合會的英國分會。他告訴我們，這些數據只是已知的750000顆小行星中的一小部分，但「蓋亞」號提供的軌道數據精度是從前數據的100倍，而且可以分辨小行星的顏色。這有助於天文學家們鑒定小行星家族，找出小行星之間的關係，從而追溯太陽系的過去。

對宇宙學家們而言，這批數據將有利於對造父變星距離的測量。造父變星是光變周期（即亮度變化一周的時間）與光度成正比的一類恆星，是測量宇宙膨脹速度的關鍵標誌物。而系外行星獵手們則期待著未來發布的數據：他們希望看到位置存在周期性擺動的恆星的出現，因為那意味著它們周邊可能存在著木星大小的行星。「沒人知道我們可能會發現什麼。」紐約大學的David Hogg說。

2016年，「蓋亞」號團隊發布過一批恆星信息，涉及的恆星數目有10億之多，但其中只有200萬顆左右的恆星有運動相關的數據。Gilmore認為，「這是一批樣品，可以讓人們熟悉如何處理『蓋亞』號類型數據」。即便如此，處理這批數據而發表的論文數也已經達到了平均一天一篇的數量。這次數據發布之際，Belokurov告訴我們他的他的團隊已經有了50多個研究思路，其中包括估計銀河繫到大麥哲倫星雲之間的空間內的物質分布。他們或許能發現大麥哲倫星雲對銀河系中的物體的引力擾動，這標誌著大麥哲倫星雲的質量比先前人們所認為的更大。「即將出現爆炸式的科學發現。」 Belokurov說，「我打算接下來一兩周都不休息了。」