王晉嵐

綜合英國(guó)Nature[2016，537（7620）：292]和歐洲空間局（European SpaceAgency，ESA）報(bào)道，2016年9月14日，歐洲空間局發(fā)布了首份由“蓋亞”（Gaia）空間望遠(yuǎn)鏡繪制的銀河系三維地圖。首次公布的地圖包括2 057050顆恒星及其他天體的三維位置，以及過(guò)去20余年間它們的變化情況。在不久的將來(lái)，Gaia將公布更詳盡的星系地圖，包括至少10億顆天體，天體覆蓋范圍和數(shù)據(jù)精度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于過(guò)去，這將極大改變?nèi)藗儗?duì)宇宙的認(rèn)識(shí)。

通過(guò)Gaia繪制的地圖，在以下方面將取得重要發(fā)現(xiàn)。

銀河系的結(jié)構(gòu)借助Gaia的三維地圖能更深入了解銀河系的結(jié)構(gòu)，包括無(wú)法從地球上直接觀測(cè)到的部分，比如連接銀心和旋臂的銀棒。結(jié)合恒星顏色、溫度和化學(xué)組分的數(shù)據(jù)，將能重構(gòu)銀河系130億年以來(lái)的演化歷程。

暗物質(zhì)分布情況，恒星運(yùn)行軌跡的細(xì)節(jié)將揭示銀河系中暗物質(zhì)的分布情況，這將對(duì)一些理論模型進(jìn)行檢驗(yàn)，如修正牛頓動(dòng)力學(xué)理論（modifiedNewtonian dynamics，MOND）。

恒星距離的測(cè)定Gaia將對(duì)恒星到太陽(yáng)的距離進(jìn)行精確測(cè)量，這將對(duì)目前一些有爭(zhēng)議的距離測(cè)定進(jìn)行澄清。例如，哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)顯示，昴星團(tuán)距太陽(yáng)的距離約為135秒差距，而依巴谷衛(wèi)星的測(cè)量數(shù)據(jù)則是120秒差距。

發(fā)現(xiàn)系外行星通過(guò)凌星現(xiàn)象，天文學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了上千顆系外行星，Gaia將通過(guò)另一種方法——引力效應(yīng)，來(lái)尋找系外行星，這種方法能直接測(cè)量出行星的質(zhì)量。

發(fā)現(xiàn)小行星的威脅Gaia將對(duì)太陽(yáng)系內(nèi)的小行星進(jìn)行觀測(cè)，能夠發(fā)現(xiàn)近地天體，并把有威脅的目標(biāo)通知地基望遠(yuǎn)鏡以進(jìn)一步進(jìn)行監(jiān)測(cè)。對(duì)小行星運(yùn)行軌跡的測(cè)量也將有助于人們對(duì)廣義相對(duì)論進(jìn)行精確檢測(cè)。

宇宙膨脹速率的測(cè)定Gaia的覆蓋范圍僅限于銀河系及鄰近天體，但仍將有助于人們對(duì)整個(gè)可觀測(cè)宇宙的理解。對(duì)遙遠(yuǎn)星系的距離測(cè)量通常通過(guò)Ia型超新星，這一方法需要與銀河系內(nèi)的Ia型超新星進(jìn)行比對(duì)。Gaia的測(cè)量數(shù)據(jù)將有利于人們更精確地測(cè)量宇宙的膨脹速率。