银河系“御用画师”不简单或将揭五大天文奥秘

银河系的“御用画师”不简单

——“盖亚”航天器或将提醒五大天文奥妙

“盖亚”航天器艺术构思图

■今天视点

2013年12月19日，欧洲空间局的“盖亚（Gaia）”航天器发射升空。这颗航天器的任务是以史无前例的精度对银河系内数以十亿计的恒星进行观测，丈量它们的地位、距离和运动。今年9月14日，这位“御用画师”公布了其记载的银河系200万恒星运动轨迹等具体信息图。

最新公布的数据目录显示了2057050颗恒星和其他对象的三维地位，和这些地位在过去20年间的变化。数据的精度提升了10多倍；丰富性则提升了1000多倍。最后绘制的整幅银河系图象将包括10亿多个对象。

美国纽约大学天文学家戴维·霍格说：“‘盖亚’将完全转变我们对恒星和星系的认知。”英国《自然》杂志网站在日前的报道中指出，“盖亚”将向我们提醒天文学5大领域的奥妙，其中包括小行星、宇宙扩张、系外行星等。

银河系的演变历程

“盖亚”拍摄的银河系运动三维图象将提醒银河系内的恒星如何移动，这将强化我们关于银河系构造的熟悉。联合这幅图象提供的信息和现有关于恒星的色彩、温度和化学构成等方面的信息，研究人员能重新建构银河系的发展历程，厘清在过去的130亿年间，它如何变为如今的状态。密歇根大学的天文学家莫妮卡·瓦鲁瑞说：“终其平生，‘盖亚’将完全影响我们对银河系的构造及其进化历史的懂得。”

暗物质到底在哪里

银河系内恒星轨道的细节不只能提醒可见物质的散布，也将提醒暗物质的散布情形，进而也许提醒暗物质究竟是“何方神圣”“身处何方”。

“盖亚”也将对一些理论进行测试。标准暗物质理论以为，银心的引力场呈球对称，但在远一点的地方，它被拉长，像“美式足球”；另外一个名为“修改牛顿引力”的理论则指出，这个场的外形更像一个薄煎饼。恒星的运动速度取决于这一引力场。所以，通过研究恒星的速度，“盖亚”或能让科学家们厘清究竟哪一个理论准确。

尚有一种概念以为，暗物质是杀死恐龙的“罪魁罪魁”，“盖亚”航天器也许也能对其证实或证伪。去年，美国哈佛大学的丽萨·兰德尔和马修·里斯提出理论称，假如暗物质集中于银道面附近一个较纤薄的“黑市”内，那么，当太阳系周期性地（大约3500万年）通过这个“黑市”时，它也许引发小行星撞击地球，致使生物大灭尽。

研究人员首当其冲想要分析的是恒星群包括昴星团（Pleiades），它位于金牛座。哈勃太空千里镜提供的视察数据表示，这一星团距离地球约440光年远。但欧空局1989年发射升空的“依巴谷”卫星提供的数据则指出，它距地球仅120光年。

有些人以为，“依巴谷”卫星的丈量准确度值得疑惑，“盖亚”应用与“依巴谷”相似但更好的办法。美国太空千里镜科学研究所的戴维·德尔布罗姆说：“‘依巴谷’卫星的结论将极也许被‘盖亚’证实是错的。”

或能发现数千新天体

天文学家们已经通过凌日法，发现了数千颗环绕其他恒星盘旋的行星；而“盖亚”则应用另外一种办法来探测行星——丈量由行星引力致使的恒星地位的稍微发抖。耶鲁大学的天文学家格里戈里·拉夫林说：“‘盖亚’有也许让我们发现数千个新天体。”

“盖亚”团队成员、意大利都灵天体物理天文台的研究员亚历山德罗·索则提以为，“盖亚”的技术最合适探测大行星。并且，与凌日法不一样，它能直接丈量行星的质量。可是，索则提也表示，利用这类方法发现行星需求几年时间，2018年有希望取得首批结果。

宇宙扩张速度有多快

虽然“盖亚”的主要任务是探测银河系，但其触角有希望延长到全部可观测的宇宙。“盖亚”直接丈量距离仅对银河系内的物体或其近邻起用处，为了测算悠远星系的距离，天文学家们普通将希望依靠在恒星爆炸——所谓的Ia型超新星上。这类“标准烛光”一直是丈量宇宙扩张速度的主要工具，科学家们也基于此，指出“暗能量”使宇宙扩张陆续加快。

但应用超新星作为“标准烛光”，天文学家们必须将其同银河系内其他类型的“标准烛光”进行比较。在其初次公布的数据中，“盖亚”将以极高的准确度丈量不计其数颗这样的恒星的距离。最后，其丈量结果将使宇宙学家们提升全部宇宙图谱的精度，也许也有也许找到处理多个有抵触的宇宙扩张率的办法。

探测未知的小行星威逼

“盖亚”团队成员、法国湛蓝海岸天文台的保罗·坦噶表示，“盖亚”会连续陆续地扫描全部天空，所以有希望在太阳系内发现约35万颗小行星，其中包括多个近地物体。

一旦“盖亚”发现此类近地物体，它将向天文台发出警惕，天文台接着会利用地面千里镜进行观测，从而推断这一物体是不是是一个威逼。荷兰莱顿天文台的天文学家安东尼·布朗说，“盖亚”的有益地位使其能发现因为距离太阳太近而没办法从地球观测到的物体。

另外，在将来几年内，“盖亚”也会对某些小行星环绕太阳盘旋的方法进行跟踪调查，对爱因斯坦关于引力的描写——狭义相比较论进行准确的测试。（刘霞）

[义务编辑:吴劲珉]

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