2022-06-15 08:18

盖亚任务:天文学家可以从其最新数据中收集到的5个见解

Image of Gaia mapping the stars of the Milky Way.

欧洲航天局(Esa)盖亚任务刚刚公布了新的数据。盖亚卫星于2013年发射,目的是测量10亿颗恒星的精确位置。除了测量恒星的位置、速度和亮度外,这颗卫星还收集了大量其他天体的数据。

有很多事情让天文学家感到兴奋。以下是这些数据可能提供的我们最喜欢的五种见解。

1. 我们星系过去和未来的秘密

太空中的一切都在移动,恒星也不例外。最新发布的数据包含了有史以来最大的银河系三维地图——展示了我们星系中的恒星是如何运动的。之前的数据包括了恒星在两个维度上的运动:上下和左右(统称为恒星的固有运动)。但最新的数据也显示了恒星远离我们或靠近我们的速度,我们称之为恒星的视向速度。

通过将视向速度与适当的运动相结合,我们可以找出恒星围绕银河系旋转时在三维空间中的运动速度。这意味着我们现在不仅有星系中恒星位置的最佳地图,而且我们可以追踪它们的运动,以了解事物的变化,也可以追溯事物过去的样子。

这可以告诉我们银河系的历史,比如哪些恒星可能来自其他星系,并在过去与我们自己的星系合并。径向速度测量还可以帮助我们找到隐藏的物体,比如行星和褐矮星(质量极低、非常暗的恒星),它们在围绕主星运行时产生微小的摆动。

2. 恒星如何消亡的细节

盖亚不仅在测量我们自己星系中的恒星,它也在测量邻近的仙女座星系中的恒星。这些数据包括被称为“缝隙”的东西:仙女座盖亚测光调查。光度测量测量恒星的亮度以及它们如何随时间变化。通过gap,盖亚测量了仙女座星系方向上每颗恒星随时间变化的亮度。

其中包括120万颗恒星。其中一些恒星将是银河系的前景恒星,它们恰好在途中,但它应该包括仙女座星系中最亮的1%的恒星。这将使我们能够研究仙女座中最大、最明亮的恒星的亮度变化方式,告诉我们它们的演化过程以及它们在生命周期中的位置。

这可以告诉我们更多关于正在走向生命尽头的古老恒星的信息——其中一些最终可能会产生超新星(巨大的爆炸)。

3.一个真相关于宇宙奇怪的膨胀

类星体位于可观测宇宙的边缘,是星系中极具能量的核心,是宇宙中最明亮的物体,也是我们所能看到的最远的物体。新数据包括了110万个黑洞的测量结果。类星体包含超大质量黑洞,它们陷入了猛烈的吞噬狂潮。除了这些被证实的类星体外,盖亚还发现了另外660万个类星体候选者。

Schematic image of the universe's expansion.
宇宙的扩张。

这可能会大大增加已知类星体的数量,这可能非常重要,因为它们让我们测量到宇宙最远端的距离。这反过来又让我们能够测量宇宙膨胀的速度。能够更精确地测量这一点很重要,因为我们有两种相互矛盾的膨胀测量方法,我们不知道哪一种是正确的——这个问题被称为“哈勃张力”。

4. 有多少小行星有卫星

盖亚学习的东西并不是离家很远。这些数据包含了太阳系中的15.8万个物体。这包括对156000颗已知小行星的新测量,告诉我们它们围绕太阳运行时的确切路径。

不仅如此,盖亚团队还表明,他们能够根据卫星使小行星摆动的方式,找到围绕小行星运行的卫星。人们已经知道有数百颗带卫星的小行星,但盖亚可以找到小行星卫星,即使月球太小无法直接看到。它还能如此精确地测量小行星的位置,以至于它能看到由月球引力引起的位置轻微晃动。欧洲航天局表示,最新的数据包含了至少一个这样的新月,但可能有更多。

Image of asteroids around the Sun as seen by Gaia.
盖亚观测到的围绕太阳的小行星。每颗小行星都是代表它在10天内运动的一段(蓝色代表太阳系内部)。, CC BY-ND

收集关于小行星的更好的数据可以告诉我们早期太阳系的混乱,当时较大的行星将较小的行星和小行星抛向围绕太阳的新轨道,形成了今天的太阳系。

5. 恒星是如何形成和运行的

我们的太阳是一颗孤独的恒星,但许多恒星都有伴星——它们围绕着一个共同的中心相互旋转。新的数据包含了盖亚多恒星系统目录的第一次尝试。这是一个初始列表,完整的目录将在稍后的数据发布中发布,但它已经包含了813,000个二进制(两星)系统。

双星可以告诉我们很多关于恒星如何工作和如何形成的信息。对于所谓的日食双星系统来说尤其如此。这些是双星系统,它们恰好排列在一起,所以从我们的角度来看,恒星从彼此前面经过。日食双星是特殊的,因为我们可以通过测量它们来计算出系统的所有物理属性,比如恒星的质量和大小,以及它们离我们有多远。这让我们学到的比研究单个恒星多得多。

这些新数据会让世界各地的天体物理学家兴奋不已,我们迫不及待地想要深入其中,看看我们能发现什么。在接下来的几个月里,我们可能会得到其中一些答案,而另一些可能需要更长时间。