蓋亞發布首批數據:人類掌握200萬顆亮星的精準位置及距離和運動

來自:熱點網  |  2017年02月08日

  在歷史上的幾千年,甚至是上萬年里,探索宇宙的好奇心和精神一直驅動著人類,尤其是抬頭就能看見的星星,更是首個可見的,能激發人類好奇心的宇宙物體。我們不知道第一個看見星星的人是誰,他當時看到的是怎樣一片光景,模糊的影子還是成片的光群。但今天,人類對于星空的探索已經達到了極高的高度,蓋亞天文望遠鏡觀測到的數據首次被公布,它能準確觀測到宇宙中至少200萬顆亮星的精準位置,距離和運動。

   蓋亞發布首批數據:200萬顆亮星的精準位置及距離和運動

       這塊猛犸象牙1979年出土于德國山地-多瑙縣。德國天文學家邁克爾·拉朋格魯克指出,它具有獵戶座的所有特征——胳膊舉起,腿伸開,窄腰,腰間有劍,左腿較短。這一雕刻甚至反應出了三萬年前恒星自行導致的位置不同。圖片來源:BBC

  來自歐空局的蓋亞(Gaia)空間望遠鏡的第一批數據在北京時間9月15日公布,其中最引人關注的是2057050顆星星的位置、視差和自行;而當在最后一批數據到來時,我們將記錄銀河中的十億繁星。
    “蓋亞”空間望遠鏡的藝術圖。

蓋亞發布首批數據:200萬顆亮星的精準位置及距離和運動

  蓋亞是希臘神話中大地之神的名字,但蓋亞空間望遠鏡卻是距離地球最遠的:它位于月球的反面,在一條復雜的利薩如軌道上圍繞L2拉格朗日點運行;這里不但躲開了地球大氣層的擾動,也能看到地球上被遮擋住的星體。它擁有地母之名,其實是地母的眼睛,伸到地球所不能及之處。

蓋亞發布首批數據:人類掌握200萬顆亮星的精準位置及距離和運動

  蓋亞空間望遠鏡的位置在L2附近,這里能夠躲開地球大氣的種種影響。圖片來源:spacetelescope.org

  但它超越人類視力400000倍的眼睛又不僅僅用來記錄遙遠暗弱的恒星位置。1718年,埃德蒙·哈雷(哈雷彗星的那個哈雷)第一次發現,恒星并非像希臘人以為的那樣永恒不易,它們之間也是有相對運動的;星表應當記錄的不光有它們的位置和亮度,還有運動的速度和方向。知道了這些運動,我們就可以反推它們曾經的位置。

  在1838年,弗里德里希·貝塞爾又第一個測得了恒星的距離。地球每年繞太陽運行一周,每6個月就會運行到太陽的反面。這3億千米的位置差,會讓恒星位置看起來也有微小的差異,越近的恒星差得越多。人們知道這一原理已經數百年,但直到貝塞爾的時代才終于有了足夠的技術和器材去真的記錄下這個差異;他令星圖第一次從二維變成了三維。

  所有這些差異都太過微妙,極難測量,天文學的歷史上充滿了這樣的有心無力。2000年前依巴谷的第一個星表的準確率只有1度(相當于站在100米外看到的一個人的高度);500年前第谷的觀測被譽為人類肉眼的極限,但也不過是1/120度。18世紀的天文學家抵達了1/3000度,到19世紀又前進到1/10000度(離我們最近恒星的視差大概是1/4700度)。1989年,蓋亞衛星的前身依巴谷衛星升空,它的最好精度百倍 于地球上最好望遠鏡的,抵達了1/3600000000度;而今天的蓋亞,精度又200倍于依巴谷。

  蓋亞的測量范圍

蓋亞發布首批數據:200萬顆亮星的精準位置及距離和運動

  這意味著,我們將能夠以前所未有的精確程度知道銀河系廣大恒星的位置和運動。有了它們,我們終于可以開展期待已久的銀河考古學,懂得銀河系的歷史和塑造它的背后力量;而以這些數據為起點,構建出的尺子將能丈量整個宇宙。

  從1993年蓋亞項目構思至今,人們等待它已經有二十多年。蓋亞首批數據最大的重頭戲是200萬亮星的精確位置、距離與運動,準確的距離意味著知道了恒星的真正發光能力,也就能夠獲得更加準確的恒星演化模型。這些數據對外發布時伴隨著蓋亞項目自己研究組的19篇搶先論文,但接下來數據就將公布給全世界的天文學家共同使用。在數據庫上線的幾小時內就已經有急不可耐的研究者完成了初步的比對工作,預計在接下來幾星期內可能就會有數百篇論文上線。銀河歷史,暗物質分布,新的地外行星,宇宙擴張速度,地面難以觀測的小行星,星空引力扭曲,類星體——無數新領域等待著它的革新。

  等到數年后蓋亞的任務完成,我們會擁有全銀河系1%恒星的位置、運動和視差信息。這依然是蹣跚的一步,但要懂得我們所身處的這小小星系,也許沒有什么比這一步更加重要。帶著這張地圖,去探索,去理解,去拜訪,去生存——但首先,我們將看見。

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