據(jù)美國(guó)太空網(wǎng)報(bào)道，歐洲航天局“蓋亞”(Gaia)探測(cè)器將于6月13日發(fā)布最新一批觀測(cè)數(shù)據(jù)，其中包含了天空中數(shù)億個(gè)最明亮物體的信息，比如數(shù)千萬(wàn)顆恒星的化學(xué)組成等。

根據(jù)“蓋亞”提供的數(shù)據(jù)，科學(xué)家們繪制出了這張圖，顯示了未來(lái)40萬(wàn)年內(nèi)，位于太陽(yáng)系326光年內(nèi)的40000顆恒星的運(yùn)行路徑。圖片來(lái)源：美國(guó)太空網(wǎng)

“蓋亞”空間望遠(yuǎn)鏡于2013年發(fā)射升空，旨在通過(guò)描繪銀河系內(nèi)近20億顆恒星的精確位置、距離和速度，繪制出最詳細(xì)的銀河系圖譜。天文學(xué)家表示，盡管這20億顆恒星僅占銀河系恒星總數(shù)的1%左右，但在復(fù)雜算法和其他信息的加持下，他們可借助這些數(shù)據(jù)管窺整個(gè)銀河系的全貌，解開(kāi)有關(guān)銀河系及其內(nèi)恒星的一些重大謎團(tuán)。

恒星來(lái)自何處

通過(guò)測(cè)量大量恒星的精確位置、距離和速度，“蓋亞”可以呈現(xiàn)的不僅僅是銀河系現(xiàn)在的“模樣”，還有它過(guò)往的情況。因?yàn)橛钪嬷械奈矬w遵循一定的物理學(xué)規(guī)律，因此天文學(xué)家可借助現(xiàn)有數(shù)據(jù)，模擬這些恒星過(guò)往的軌跡，從而了解過(guò)去數(shù)百萬(wàn)年甚至數(shù)十億年間，在銀河系內(nèi)上演的“劇情”。借助此前獲得的數(shù)據(jù)，科學(xué)家們已能做到這一點(diǎn)，新數(shù)據(jù)集則可讓他們做得更多。

在新數(shù)據(jù)集中，“蓋亞”團(tuán)隊(duì)將首次公布5億顆恒星的“天體物理參數(shù)”?！吧w亞”項(xiàng)目科學(xué)家喬斯·德·布魯因指出，這些參數(shù)來(lái)自“蓋亞”測(cè)量的恒星光譜(本質(zhì)上是這些恒星吸收光線的“指紋”)，揭示了每顆被測(cè)恒星的化學(xué)成分、質(zhì)量、年齡、溫度和亮度等信息。

銀河系有四條旋臂，但科學(xué)家們對(duì)其大小和位置仍有爭(zhēng)議。圖片來(lái)源：美國(guó)太空網(wǎng)

布魯因說(shuō)，其中3000萬(wàn)顆恒星的大氣化學(xué)成分，與數(shù)十億年前誕生的這些恒星的分子云化學(xué)成分相同，通過(guò)將化學(xué)成分信息與對(duì)恒星軌跡的建模相結(jié)合，天文學(xué)家能追蹤到銀河系內(nèi)部(也包括外部)恒星群的誕生地。

銀河系如何連在一起

雖然自2014年以來(lái)，“蓋亞”一直在掃描銀河系，但銀河系仍有很多未解之謎，研究它也并非易事。因?yàn)樯硖庛y河系內(nèi)部，“蓋亞”甚至不能穿透遮蔽銀河系中心的厚厚塵埃和氣體云而窺視銀盤(pán)的另一側(cè)。

但隨著“蓋亞”收集的數(shù)據(jù)與日俱增，再加上射電天文學(xué)等其他觀測(cè)技術(shù)的幫助，銀河系的全貌正慢慢浮現(xiàn)出來(lái)，科學(xué)家們距離解決銀河系中暗物質(zhì)如何分布等重大謎題越來(lái)越近。

布魯因解釋說(shuō)：“銀河系中所有物質(zhì)都對(duì)每顆恒星施加引力，而這種引力決定了恒星的運(yùn)動(dòng)速度。因此，通過(guò)測(cè)量恒星的運(yùn)動(dòng)，我們可以探測(cè)銀河系中的物質(zhì)分布情況，這對(duì)于弄清銀河系如何連接在一起非常重要?！?/p>

與銀河系中恒星分布相關(guān)的另一個(gè)謎團(tuán)同銀河系標(biāo)志性的螺旋結(jié)構(gòu)——旋臂有關(guān)。天文學(xué)家大多同意，銀河系的四條旋臂似乎是從銀河系中心發(fā)出的、由恒星和氣體組成，但單個(gè)旋臂的大小以及它們?cè)阢y盤(pán)中的確切位置仍存在諸多爭(zhēng)議。新數(shù)據(jù)可能有助于天文學(xué)家進(jìn)一步弄清楚這些問(wèn)題。

而且，“蓋亞”不僅能看到這些旋臂現(xiàn)在的樣子，也能幫助天文學(xué)家模擬這些旋臂過(guò)去的樣子以及未來(lái)如何演變。

荷蘭萊頓大學(xué)天文學(xué)家、蓋亞數(shù)據(jù)處理與分析協(xié)會(huì)主席安東尼·布朗表示，有了這些新數(shù)據(jù)，天文學(xué)家將能夠看得更遠(yuǎn)，直接對(duì)旋臂的更大部分進(jìn)行取樣。盡管如此，了解整個(gè)銀河系仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。

銀河系的“童年”發(fā)生了什么

此外，“蓋亞”提供的數(shù)據(jù)使天文學(xué)家能進(jìn)行所謂的“銀河考古學(xué)”。通過(guò)重建數(shù)百萬(wàn)顆恒星的軌跡，他們可以了解數(shù)十億年前發(fā)生的事件，包括銀河系與其他星系的災(zāi)難性碰撞，碰撞產(chǎn)生的漣漪至今仍能在銀河系中觀察到。

科學(xué)家們?cè)凇吧w亞”此前發(fā)布的數(shù)據(jù)中，發(fā)現(xiàn)了銀河系與名為“蓋亞土衛(wèi)二”的較小星系的碰撞，這發(fā)生在80億至110億年前。當(dāng)時(shí)，銀河系比現(xiàn)在小得多。布朗說(shuō)，與“蓋亞土衛(wèi)二”的碰撞是“銀河系在其童年時(shí)期經(jīng)歷的最后一次重大合并”。他希望天文學(xué)家們能借助新數(shù)據(jù)集，進(jìn)一步回顧銀河系的歷史，并追蹤到一些更早的碰撞。

直到今天，銀河系仍在吞噬較小的星系。模型顯示，圍繞銀河系外圍運(yùn)行的兩個(gè)矮星系大麥哲倫云和小麥哲倫云有朝一日將被銀河系完全吞沒(méi)。

正如它從劇烈碰撞中誕生一樣，終有一天，銀河系也會(huì)死于劇烈的碰撞。大約45億年后，銀河系將與其最近的大型星系鄰居仙女座星系相撞。布朗說(shuō)，新發(fā)布的蓋亞數(shù)據(jù)或會(huì)為這一災(zāi)難性事件帶來(lái)一些啟示。

布魯因表示，“蓋亞”是目前產(chǎn)生最多科學(xué)論文的科學(xué)任務(wù)。6月13日發(fā)布的數(shù)據(jù)還將包含有史以來(lái)最大的一組關(guān)于銀河系雙星系統(tǒng)的信息，預(yù)計(jì)這些數(shù)據(jù)也將催生一些突破性的發(fā)現(xiàn)。此外，“蓋亞”還建立了迄今最大的太陽(yáng)系內(nèi)小行星化學(xué)成分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)，科學(xué)家們也正在開(kāi)發(fā)越來(lái)越好的算法，以更多地了解“蓋亞”看到的恒星。

“蓋亞”太空望遠(yuǎn)鏡將繼續(xù)掃描天空，直到2025年燃料耗盡。

（原標(biāo)題：掀起銀河系的“蓋頭”來(lái)：“蓋亞”望遠(yuǎn)鏡新一批觀測(cè)數(shù)據(jù)即將發(fā)布）