【摘要】 近日，欧洲航天局盖亚空间望远镜公布了迄今最为详尽和精确的恒星地图，包含了近 20 亿颗恒星的高精度数据，为理解银河系的起源和未来提供
近日，欧洲航天局盖亚空间望远镜公布了迄今最为详尽和精确的恒星地图，包含了近 20 亿颗恒星的高精度数据，为理解银河系的起源和未来提供了关键信息。
图片来源：ESA/Gaia/DPAC;CC BY-SA 3.0 IGO。
12 月 3 日，一个国际天文学家团队公布了迄今为止最详细的银河系大片区域恒星名录。欧洲航天局(ESA)盖亚空间望远镜(Gaia)发布第三版早期数据，包含了近 20 亿颗恒星的位置、运动、亮度和颜色等参数的高精度数据，以及首次对太阳系加速度进行光学测量的原始结果，这些数据将向公众开放。数据集和早期科学发现在英国皇家天文学会(Royal Astronomical Society)主办的一个特别新闻发布会公布。
盖亚卫星发射于 2013 年，其运行轨道围绕着日地拉格朗日 L2 点，该点位于太阳到地球连线延长线上距地球 150 万公里处。地球和太阳的万有引力在 L2 点达到平衡，因此航天器能够始终保持稳定的位置，长期一览无余地观察着天空。
盖亚的主要任务是利用视差测量恒星间的距离。简单来说，把一条手臂伸直，竖起大拇指，然后试着分别用左眼和右眼观察它，你就会发现拇指的位置好像发生了变化，这就是视差。在这项研究中，天文学家们使用盖亚天文台持续扫描天空，测量当地球绕太阳运行时，观测到的恒星位置发生了怎样的变化。
只要知道恒星的微小位置变化，就可以计算出它们之间的距离。在地球上这种观测受到大气层的干扰，因而非常困难。而在太空中，观测仅仅受限于望远镜的光学性能。
2016 年 9 月，盖亚发布了第一版恒星地图，包含约 200 万颗恒星的数据，2018 年 4 月又发布了第二版，包含了约 16 亿颗恒星的位置。这次公布的第三版地图总计包含近 20 亿颗恒星的位置，数据也较之前更为精确。此外，盖亚还跟踪其观测范围内的恒星随时间变化的亮度和位置变化情况(称为自行，proper motion)，并通过光谱分析，测量它们靠近或远离太阳的速度，同时估算它们的化学组成。
新公布的数据中还包含对距离太阳 326 光年内的 30 万颗恒星精度极高的测量结果。研究人员利用这些数据来预测未来 160 万年恒星背景将会发生怎样的变化。研究人员还证实，太阳系正在其绕银河系的轨道上加速运行。
这种加速较为缓慢，对于一个在圆形轨道上运行的系统而言是预期范围之内的。过去一年，太阳以每秒 7 毫米的速度靠近银河系中心，而它沿轨道运行的速度达每秒 230 公里。
此外，来自盖亚的数据还详细描绘了银河系最大的两个伴星系——大麦哲伦云和小麦哲伦云，让研究人员能够看到其中不同的恒星群。一张生动的效果图描绘了这两个云星系，以及由一些恒星构成的连接它们的桥梁。
银河系最重要的两个伴生星系，大麦哲伦云(LMC，左侧)和小麦哲伦云(SMC，右侧)，根据欧洲航天局的盖亚空间望远镜数据绘制。这两个星系由一个 75，000 光年长的恒星桥连接起来，其中一些恒星从 SMC 的左边延伸开来。图片来源：ESA/GAIA/DPAC
英国盖亚数据处理和分析协会(Gaia DPAC)项目主管、剑桥大学天文学研究所 Floor van Leeuwen 博士评论：“盖亚正在测量数千光年之外的上亿个天体之间的距离，这种精度相当于在 2000 多公里之外测量一根头发的直径。这些数据是天体物理学的支柱之一，使我们能够对临近的恒星进行深入分析，探讨关于银河系的起源和未来的关键性问题。”
盖亚将持续采集数据到至少 2022 年，且这一期限有可能延长至 2025 年。最终公布的版本将包括超过 20 亿个天体的数据，恒星位置的最终数据精确度预期可达目前公布结果的 1.9 倍，自行数据的精确度预计将提高 7 倍以上。