银河系与银河系天文学

盖亚巡天

/ GAH-yah or GUY-ah /

想象有人递给你一张精确的、三维的家乡地图——不只是一张平面街区图,而是每一栋房子真实的距离和运动。对于银河系,天文学家长期以来恰恰缺少这样的东西:他们能看到恒星,却很少知道它们有多远。盖亚巡天由欧洲空间局一艘 2013 年发射的航天器执行,正是为弥补这一点而造——为十亿多颗恒星测定位置、距离和运动,把我们对星系那张平面的图景变成一张鲜活的三维图景。

盖亚靠以惊人精度测量三角视差来工作:当航天器绕太阳运行时,近处的恒星相对遥远的背景会显得略微移位,而这微小移位的大小就揭示出距离。盖亚测量角度的精度达到数十微角秒——小到足以从地球分辨月面上的一枚硬币,或在一千公里外看见一根头发。靠多年来对整片天空一遍又一遍地扫描,它已为约十五亿颗恒星钉定了距离,并追踪了它们在天上如何移动,以及对其中许多颗,它们朝向或远离我们运动得多快。结果是一张六维的地图:三维位置加三维运动。

盖亚巡天之所以重要,是因为它一举改造了银河系天文学几乎每一个分支。它的数据揭示了穿织在晕中的被撕碎矮星系的星流,精修了盘的形状及其翘曲,暴露出旋涡结构如何扰动恒星轨道,称量了星系,并通过把宇宙距离阶梯锚定在可靠的视差上而改善了整个阶梯。有一个诚实的局限值得指出:视差精度随距离而衰减,所以盖亚对太阳邻里和较近的盘绘制得极为出色,但朝向被尘埃笼罩的银心以及星系远侧就变得模糊,那里它的星光既暗又拥挤。

在盖亚之前,大多数恒星的距离只是粗略的猜测;盖亚把它变成了测量。靠钉定十五亿颗恒星身在何处、如何运动,它让天文学家能把星系的运动在时间里倒放回去,从而发现一大片晕内星流全都来自银河系约一百亿年前吞下的一个矮星系。

靠对十亿颗恒星进行三维和运动测量,盖亚让我们得以回放星系的历史。

盖亚的视差精度随距离下降,并受尘埃妨碍,所以它对附近的盘绘制得极好,但朝向被遮蔽的银心和星系远侧就变得模糊。

又称
Gaia missionGaia盖亚卫星蓋亞任務