欧洲航天局发布有史以来最大的一次“星空调查”

近日，来自欧洲航天局的盖亚计划团队，发布了一张包含宇宙空间中大约10亿颗恒星的星表——堪称有史以来最大的一次“星空调查”。

到目前为止，盖亚探测器已经精确定位了11.42亿颗恒星，并识别了它们的亮度。

作为项目的起步，本次发布的信息当中也包括200万颗恒星的距地距离及运动轨迹。

“盖亚探测器站在天体测量的最前沿，它正在用之前无法想象的精度绘制我们所存在的空间。”欧洲航天局的科学部主任阿尔瓦罗·吉梅内兹（Alvaro Giménez）说。

“现在所发布的数据，只是一次预热，只是给各位一个对未来可能到来的事情的概念。最终，这可能会改变我们对星辰分布和运动的最初理解。”

2014年6月，盖亚探测器发射升空。本次公布的星系图，只涵盖了它最初14个月所收集到的数据，也就是在2014年6月到2015年9月间。

“我们今天发布的图片展示了盖亚探测器在它服役的第一年里所做的工作，夜空中的所有闪光点都是它观测的目标。”欧洲航天局盖亚计划的科学家提莫·普鲁斯蒂（Timo Prusti）表示。

图片中的条纹和其他痕迹反映了盖亚扫描星空的方法，在项目计划的5年时间内，这样的扫描过程还会发生许多次。“探测器运行良好，我们也确信它有能力处理10亿颗恒星这样巨大的信息量。虽然目前我们获得的数据比较初级，我们也正在尝试尽快将这些数据转化为可供天文学家使用的信息。”普鲁斯蒂博士表示。

将这些原始数据变为精确的、可供处理的信息是一件非常棘手的事情。这项工作被委托给一个由全欧洲范围450位科学家和软件工程师的团队，被称为“盖亚数据处理和分析小分队”，简写为DPAC。

“今天发布的数据，是过去10年苦心孤诣的结果，”来自荷兰莱顿大学的安东尼·布朗（Anthony Brown）说，“在探测器开始观察星空之前，我们的工作就已经开始了。之后就是处理数据，将它们变为真正意义上的天文学材料，再验证这些材料的科学价值。”

除了处理这10亿多的恒星数据，科学家也将大约2百万颗恒星的数据，与之前的依巴谷（Hipparcos）星表和第谷（Tycho）2星表进行了比对。这两张星表也是欧洲航天局在20多年前绘制的。

这个新的星表，比过去的依巴谷星表精确了一倍，并包含了相比于过去20倍的恒星。

“根据依巴谷星表，我们只能分析距离太阳系最近的毕星团的3D结构，观测距离为1600光年，涵盖80个星团；而盖亚最初提供的这些数据，就把这个范围扩大到了4800光年，涵盖大概400个星团，我们能够分析和计算它们和太阳系的距离，以及运动模式。”来自意大利国家天文学院（Istituto Nazionale diAstrofisica）的安东内拉·瓦伦纳瑞（AntonellaVallenari）介绍说，“盖亚的数据显示，最近的那14个疏散星团里，有许多恒星距离星团的中心很远，就像是在拼命逃离。”

之后几年，随着盖亚后续数据的到达，更多的疏散星团将会被发现，并得到细致的分析。

在盖亚传回的数据中，还包括3194颗变星的数据。所谓变星，就是这些恒星会随着时间的迁移周期性地膨胀和缩小，从而导致它们亮度的变化。

大部分的变星位于大麦哲伦星系——我们所在的银河系的近邻。在盖亚第一个月的工作中，它反复扫描了变星所在的这些区域，使后续精确测量它们亮度变化的工作成为了可能。

这些有关亮度变化的数据也包含在今天公布的数据内，其中有386颗变星是第一次被观测到。

“像Cepheids和RR Lyraes这样的变星能帮助我们弄清楚它们所在的地方究竟离我们有多远，”意大利国家天文学院的吉塞拉·克莱门蒂尼（Gisella Clementini）解释说。

“这只是一个开始：我们测量了麦哲伦星系的距离，来检验我们从盖亚那得出的结论的可靠性，我们看到的是一个里程碑式的飞跃，盖亚必将给我们带来对于宇宙距离新的知识和理解。”克莱门蒂尼博士说。

了解宇宙间星体的位置和运动模式，可能是我们了解宇宙历史的重要组成部分，但并不仅限于此——对于了解我们的家园太阳系，这也会是一个很好的补充。

7月的时候，冥王星和远方的一颗恒星重叠了，这给我们提供了一个绝佳的观测这颗行星大气层的机会，虽然太阳系“9大行星”早已沦为传说。

而正是盖亚提供的数据，让这个天文奇景得以被观测到——根据盖亚的数据，我们精确计算出了这颗白矮星的位置，并提前确定了观测位置——就像日食一样，本次的天文现象，只在特定的一块狭小区域内才能被观测到。

早期的观察显示，冥王星稀薄的大气层内会发生压力的骤升；而在它远离太阳的过程中，它的大气层又会发生压力的下降。

“这些事件都说明了一件事，”布朗博士说，“盖亚已传回和将会传回的数据，不仅会拓宽我们的视界，还会让我们原本看到的太阳系、银河系，甚至宇宙变得更加具体和清晰。”

本次数据的公布，印证着盖亚正在向它的终极目标迈进——绘制一张包括10亿颗恒星的3D影像，包括它们的确切位置、移动轨迹和亮度。而这张星图的精确度，是前无古人的。

“当然，盖亚的科研之路并不是一帆风顺的，它也遇到过许多技术难题，解决这些问题也颇费周折，”欧洲航天局、盖亚计划的领导人弗里德·强生（Fred Jansen）说。

“但现在，距离盖亚发射升空已经1000天了，感谢所有为这个计划而奋斗的人们！本次的数据发布也是对各位的一种激励。相信在不远的未来，我们将会看到一个过去从未想象过的宇宙空间！”

而仅仅只是一个开始，一张整个宇宙的3D动态影像才是它所追逐的终极目标。

编辑：懒猴子
http://phys.org/news/2016-09-billion-stars-d-gaia-billion-star.html

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