銀河系的結構（藝術(shù)家繪圖）很快或將被人們了解。圖片來(lái)源：NASA/JPL
全世界的天文學(xué)家即將品嘗到首個(gè)改變其工作方式的工具的滋味。
蓋亞，由歐空局（ESA）于2013年發(fā)射的天文望遠鏡，在9月14日發(fā)出了其繪制的首幅銀河系圖。該目錄顯示了2057050顆恒星和其他天體的三維位置圖像，還包括那些位置在過(guò)去20年里發(fā)生了怎樣的變化。最終，該地圖將包括10億顆泰天體乃至更多，其廣度將增加1000倍，精度至少比此前的星空圖精細10倍。
近日同時(shí)發(fā)布的還包括已經(jīng)讀取過(guò)這些數據的蓋亞天文學(xué)家撰寫(xiě)的19篇論文。但是獨立的研究團隊為首次一睹該圖像做準備。瑞典隆德天文臺（該天文臺是蓋亞項目自1993年被提出后的主要支持力量之一）天文學(xué)家Lennart Lindegren期待，天文學(xué)家會(huì )在該草圖發(fā)布后的數周內撰寫(xiě)出100篇左右的論文。
一些研究團隊已經(jīng)計劃了“蓋亞黑客”和“蓋亞沖刺”時(shí)間，研究人員將共同致力于如何才能最好地利用這一突然到來(lái)的甘露?！吧w亞將會(huì )給人們所致的恒星和星系知識帶來(lái)革命?！泵绹~約大學(xué)天文學(xué)家、帶領(lǐng)其中一些研究項目的David Hogg說(shuō)。那么，蓋亞可能會(huì )帶來(lái)哪些驚喜呢？
銀河系考古
蓋亞的動(dòng)態(tài)銀河系三維圖將揭示恒星如何在相互結合的引力牽引下移動(dòng)。這將會(huì )增加對銀河系結構的了解，包括那些不能直接從地球上觀(guān)測到的部分，比如從銀河系中心直直伸出的與漩渦臂相連的兩個(gè)分支。
研究人員將能夠分辨與銀河系星流在一起高速運轉的外圍恒星團，它們據認為是與更小星系合并后的殘留天體，艾愛(ài)蘭都柏林大學(xué)天文學(xué)家、ESA蓋亞項目原高級科學(xué)家Michael Perryman說(shuō)。如果加上關(guān)于恒星顏色、溫度和化學(xué)成分的現有信息，這份詳細的星圖將能讓研究人員重建銀河系考古學(xué)：它在過(guò)去130億年中發(fā)展到當前的狀態(tài)?！霸谄湟簧?，蓋亞將徹底影響人們對銀河系結構及其演化歷史的認識?！泵苄髮W(xué)安娜堡分校天文學(xué)家Monica Valluri說(shuō)。
銀河系暗物質(zhì)在那里
星系內部恒星的軌跡細節將不僅會(huì )揭示可見(jiàn)物質(zhì)的分布，還有構成大多數星系質(zhì)量的暗物質(zhì)的分布。反過(guò)來(lái)，這將有助于揭示暗物質(zhì)是什么。
蓋亞可能該會(huì )引出一些待驗證的新理論。標準暗物質(zhì)理論預測，星系的引力場(chǎng)在銀河系中心附近呈球形對稱(chēng)分布，然后在遠處會(huì )“像美式足球”那樣被拉長(cháng)，Valluri解釋說(shuō)。但是一種叫作MOND（修正的牛頓對稱(chēng)力學(xué)）的選擇性理論則認為，引力場(chǎng)的形狀更像一個(gè)平底煎餅。通過(guò)觀(guān)察依賴(lài)引力場(chǎng)的恒星速速，蓋亞將能夠驗證哪個(gè)理論是正確的。
該探測器的數據甚至你可能揭示暗物質(zhì)殺死恐龍的證據。這個(gè)大膽的理論認為，如果暗物質(zhì)在銀道面附近聚焦成一個(gè)相對較薄的“黑暗磁盤(pán)”，當太陽(yáng)系周期性地通過(guò)該磁盤(pán)時(shí)，那么它就可能引發(fā)導致物質(zhì)滅絕的小行星撞擊事件。
爭議性的恒星距離
精確地測量單個(gè)恒星距離調養西有多遠，將能夠讓天文物理學(xué)家精化他們的恒星演化模型。這是因為當前的理論非常依賴(lài)一顆恒星生命周期中的自身亮度變化來(lái)判斷天體之間的距離。
研究人員希望核實(shí)其距離的一組恒星是昴宿星團，它們是位于金牛座的一個(gè)星團。在多數觀(guān)測中，其中包括用哈勃望遠鏡觀(guān)測的結果，都認為該星團位于135秒差距（相當于440光年）之外。但是基于歐空局在蓋亞之前發(fā)射的另一顆探測器依巴谷衛星的觀(guān)測結果，該星團僅在120秒差距之外。
一些人曾表示，這一矛盾表明了對依巴谷衛星的精確性存在疑問(wèn)。蓋亞利用類(lèi)似、但卻比依巴谷衛星更加先進(jìn)的方法，因此天文學(xué)家將能夠更加近距離地仔細觀(guān)察它們?！拔艺J為依巴谷衛星的觀(guān)測結果很有可能最終會(huì )被蓋亞證偽?！瘪R里蘭州巴爾迪摩市空間通信科學(xué)研究所的David Soderblom說(shuō)，他是哈勃衛星的研究作者。
數千個(gè)新世界
天文學(xué)家已經(jīng)發(fā)現了數千顆圍繞其他恒星運轉的行星，在大多數情況下采用的方法是觀(guān)察一顆在軌行星穿過(guò)一顆恒星的前面時(shí)會(huì )在明亮的恒星上留下一個(gè)小暗點(diǎn)（即掩星法）。
“很有可能這項任務(wù)將會(huì )揭示數千顆新世界?！笨的腋裰菁~黑文市耶魯大學(xué)天文學(xué)家Gregory Laughlin說(shuō)。
蓋亞的技術(shù)在相對較寬的軌道上最適合觀(guān)測大質(zhì)量行星，意大利都靈天體物理天文臺蓋亞研究員Alessandro Sozzetti說(shuō)。而且與掩星法不同，它能夠直接測量一顆行星的質(zhì)量。如果的確如此，這項一開(kāi)始走過(guò)許多彎路的技術(shù)將會(huì )殺個(gè)漂亮的回馬槍。
但是通過(guò)這種方式尋找行星將需要數年觀(guān)測，其內部人士預計要到2018年，Sozzetti 說(shuō)。
宇宙快長(cháng)速度有多快
盡管蓋亞主要的目標是探測銀河系，但其影響將會(huì )觸及到可觀(guān)測到的全部宇宙。
蓋亞僅可對銀河系中的天體或是緊鄰的天體進(jìn)行直接距離測量；為了顧及遙遠星系的距離，天文學(xué)家需要等待恒星爆炸，即超新星。這種超新星的明顯亮度能夠揭示相應的星系距離有多遠。這樣的指示牌，或是“標準燭光”一直是撲你高估宇宙擴張速率的主要工具。這項測量已經(jīng)讓天文學(xué)家提出神秘的“暗能量”在加速宇宙擴張。
但是利用超新星作為指示牌，天文學(xué)家必須將其與銀河系中其他種類(lèi)的標準燭光進(jìn)行對比。在其首批數據公布后，蓋亞將以高精度測量數千顆類(lèi)似恒星的距離。最終，這個(gè)探測器的測量將能讓宇宙學(xué)家提高其對整個(gè)宇宙的繪圖能力，并可能解開(kāi)關(guān)于宇宙碰撞速率的一些矛盾估計。
看不見(jiàn)的小行星威脅
在其掃描天空時(shí)候，蓋亞還將跟蹤并發(fā)現距離家門(mén)較近的天體。最終，它被期望能夠在太陽(yáng)系內觀(guān)察到35顆小行星以及數千顆新小行星，蓋亞項目天文學(xué)家、法國蔚藍海岸天文臺的Paolo Tanga說(shuō)。這些將包括近地小行星（NEOs），即那些軌道在距離地球約兩億公里以?xún)鹊奶祗w。
當期發(fā)現NEO之后，蓋亞將能提示天文臺，然后將利用地面望遠鏡了解這些天體是否存在威脅。由于其在空間中的優(yōu)勢，蓋亞將能夠掃描幾乎整個(gè)天空，因此可能揭示地面上觀(guān)測到的在某些時(shí)間過(guò)于靠近太陽(yáng)的天體，荷蘭萊頓天文臺天文學(xué)家、蓋亞數據合作項目負責人Anthony Brown說(shuō)?！拔覀儗⒛軌蛴^(guān)察到地面上同時(shí)很難觀(guān)察到的地方?！?/p>
通過(guò)跟蹤某些特定小行星若干年內圍繞太陽(yáng)運行的軌跡，蓋亞將能對阿爾伯特·愛(ài)因斯坦的引力描述及其廣義相對論進(jìn)行更加敏感的檢驗。（晉楠）
聯(lián)系客服
