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2013年，歐洲空間局（ESA）的蓋亞衛(wèi)星發(fā)射升空，它的目標(biāo)是測(cè)量10億顆恒星的精確位置。

近日，蓋亞任務(wù)剛剛發(fā)布了一組最新數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)收集自2014到2017年間，除了恒星的位置、速度和亮度之外，它還帶來了大量有關(guān)其他天體的信息。

蓋亞衛(wèi)星的藝術(shù)家暢想圖。（圖／ESA）

  我們星系的過去和未來  

太空中的一切都在移動(dòng)，恒星也不例外。最新發(fā)布的數(shù)據(jù)包含了有史以來最大的銀河系三維地圖，它詳盡展示了銀河系中的恒星是如何運(yùn)動(dòng)的。

先前的數(shù)據(jù)包括恒星在兩個(gè)維度上的運(yùn)動(dòng)，也就是上下和左右，它們被統(tǒng)稱為恒星的自行。但最新的數(shù)據(jù)還顯示了恒星遠(yuǎn)離我們或朝我們移動(dòng)的速度，也就是恒星的視向速度。

通過將視向速度和自行結(jié)合起來，我們可以發(fā)現(xiàn)恒星繞行銀河系時(shí)在三維空間的運(yùn)動(dòng)速度。這意味著，我們不僅擁有銀河系恒星當(dāng)前位置的最佳地圖，還可以追蹤它們的運(yùn)動(dòng)和變化，也可以回溯過去的模樣。

這可以告訴我們?cè)S多有關(guān)銀河系歷史的事情，比如哪些恒星可能來自其他星系，并在過去與我們的星系并合。

視向速度的測(cè)量也可以幫助我們找到隱藏的天體，包括行星和褐矮星（極其微弱的低質(zhì)量恒星），從它們繞行宿主星時(shí)引起的微小擺動(dòng)中就能尋覓到它們的身影。

蓋亞的新數(shù)據(jù)還被用來制作出了這張銀河系的星際塵埃圖譜，高濃度的塵埃（黑色）從遠(yuǎn)離銀道面的位置逐漸降低（從黃色到藍(lán)色）。其中包含了數(shù)十億年來星系并合、超新星和新生星的蹤跡。（圖／DPAC, GAIA, ESA, CC BY-SA）

  恒星死亡過程的細(xì)節(jié)  

蓋亞不僅測(cè)量我們銀河系中的恒星，它還測(cè)量了鄰近的仙女星系中的恒星。這些數(shù)據(jù)包括一項(xiàng)名為Gaps（蓋亞仙女星系測(cè)光巡天）的測(cè)量。

測(cè)光巡天測(cè)量的是恒星的亮度以及它們隨時(shí)間的變化。通過Gaps，蓋亞測(cè)量了仙女星系方向的每顆恒星隨時(shí)間的亮度變化。

它包括了120萬顆恒星，其中一些是銀河系中碰巧“擋道”的前景恒星，但還有一些是仙女星系中約1%的最亮的恒星。這讓科學(xué)家能夠研究仙女星系中那些最大、最亮的恒星在亮度上的變化模式，告訴我們它們的演化情況以及它們?cè)谏芷谥械奈恢谩?/span>這實(shí)際上帶來了更多關(guān)于即將奔赴生命終點(diǎn)的古老恒星的信息，而其中一些最終可能會(huì)產(chǎn)生超新星的巨大爆發(fā)。

  宇宙奇怪膨脹的真相  

類星體是位于可觀測(cè)宇宙邊緣的能量極高的星系核，它們是宇宙中最亮的天體，也是我們能看到的最遙遠(yuǎn)的天體。

新數(shù)據(jù)包括了對(duì)110萬個(gè)類星體的測(cè)量。類星體包含著超大質(zhì)量黑洞，它們激烈地吞噬著周圍的一切。除了這些被確認(rèn)的類星體之外，蓋亞還發(fā)現(xiàn)了660萬個(gè)類星體候選天體。

這可能會(huì)大大增加已知類星體的數(shù)量，帶來更多非常重要的信息， 因?yàn)樗鼈冏屘煳膶W(xué)家有機(jī)會(huì)測(cè)量宇宙“最偏遠(yuǎn)角落”的距離。

宇宙膨脹歷史。（圖／NASA, WMAP）

而這反過來又能讓我們計(jì)算出宇宙膨脹的速度，或許有望幫助揭開長(zhǎng)久以來的哈勃常數(shù)爭(zhēng)議。（有關(guān)哈勃常數(shù)爭(zhēng)議，詳見《宇宙學(xué)最大的爭(zhēng)論即將迎來終結(jié)？》。）

  有多少小行星有衛(wèi)星？  

蓋亞研究的并非都那么遙遠(yuǎn)。它的數(shù)據(jù)還包含了太陽系中的15.8萬個(gè)天體，其中就有15.6萬顆已知小行星的最新測(cè)量，能準(zhǔn)確地告訴我們這些小行星在繞行太陽時(shí)遵循的路徑。

蓋亞觀測(cè)到的圍繞太陽的小行星。每一段線條都是一顆小行星，代表它10天里的運(yùn)動(dòng)，藍(lán)色代表內(nèi)太陽系。（圖／ESA, Gaia, DPAC, CC BY-ND）

不僅如此，蓋亞團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)，他們能夠根據(jù)小行星的衛(wèi)星造成的小行星擺動(dòng)的情況，尋找到繞行小行星的衛(wèi)星。

目前已知有數(shù)百個(gè)帶有衛(wèi)星的小行星，但對(duì)蓋亞來說，即使小行星的衛(wèi)星小到無法直接觀測(cè)到，它仍然有辦法。因?yàn)樯w亞能夠非常精確地測(cè)量小行星的位置，從而看到由衛(wèi)星引力引起的輕微晃動(dòng)。ESA表示，目前最新的數(shù)據(jù)至少包含一個(gè)這樣的新衛(wèi)星，但很有可能還有很多有待發(fā)掘。

小行星講述著早期太陽系的混亂。當(dāng)時(shí)，較大的行星將較小的行星和小行星拋入圍繞太陽公轉(zhuǎn)的新軌道，才有了如今的太陽系。除了小行星的衛(wèi)星，蓋亞還測(cè)量了6萬多顆小行星的化學(xué)組成，讓我們有機(jī)會(huì)追溯它們的起源和太陽系過去的故事。

  恒星如何形成并運(yùn)轉(zhuǎn)的  

我們的太陽是一顆“孤獨(dú)”的恒星，但其他許多恒星都有伴星，也就是圍繞著一個(gè)共同的中心互相繞行的“恒星對(duì)”。

新的數(shù)據(jù)包括這種多恒星系統(tǒng)目錄的初步數(shù)據(jù)。這只是一個(gè)初步清單，但它已經(jīng)包含81.3萬個(gè)雙星系統(tǒng)。而完整的目錄將在之后發(fā)布的數(shù)據(jù)中陸續(xù)釋出。

雙星可以告訴我們很多關(guān)于恒星以及它們的形成的更多信息。這對(duì)于所謂的食雙星系統(tǒng)來說尤其如此。

這類雙星系統(tǒng)恰好排成了一排，所以從我們的角度來看，一顆恒星會(huì)經(jīng)過另一顆的前方。食雙星非常特別，因?yàn)槲覀兛梢酝ㄟ^對(duì)它們的測(cè)量計(jì)算出系統(tǒng)幾乎所有物理特性，比如恒星的質(zhì)量和大小，以及它們的距離。這讓我們能夠認(rèn)識(shí)到比單恒星研究多得多的東西。

這些新數(shù)據(jù)令全世界的天體物理學(xué)家興奮不已，許多人已經(jīng)迫不及待地投入其中，看看能發(fā)掘出哪些新的線索。