天文学家即将展开一张新的宇宙现实地图。“盖亚”探测器由欧洲航天局于 2013 年末发射升空，其五年任务是以空前的细节绘制天体图——首批坐标已经发布。到盖亚任务结束时，它将精确地定位银河系和附近星系中约十亿颗恒星的位置，分辨率之高，可以发现小至 5 微弧秒的物体——大约是从地球上看到的月球上的一角硬币的一半大小。其十亿像素的相机还将记录每颗恒星的距离和二维速度，从而提供对我们银河系邻域的全新理解。
对于哥伦比亚大学的天文学家凯瑟琳·约翰斯顿来说，创建这张星图类似于首次绘制地球大陆地图——将模糊的绿色和蓝色斑点图像转变为一个拥有山脉、河流和山谷的世界。“以一种奇怪的方式，我们几乎不了解我们星系的外观，就像我们了解其他星系一样准确，”约翰斯顿说，她解释说，当你身处其中时，似乎几乎不可能拍摄到整个星系的图片。但这正是盖亚将要做的。
这张更新后的地图备受期待；盖亚项目科学家蒂莫·普鲁斯蒂说，在 9 月份首次数据发布的当天，至少有 10,000 人访问了该档案。该数据集包括十亿颗恒星的初步位置（未来的数据发布将改进这些数字）以及天空中两百万颗最亮恒星的距离和横向运动。随着后续每次发布，银河系内更远距离的恒星的距离和运动将被揭示，从而创建像池塘中的涟漪一样从太阳向外辐射的连续地图。
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研究成果已经涌现。例如，盖亚科学家利用初步结果解决了关于昴星团（著名的“七姐妹星团”）距离的争议。这场争论是由盖亚的前身“依巴谷”任务的最终数据发布引发的，绝非无关紧要：没有正确的距离，天文学家就无法确定恒星的亮度或半径。精确的测量（依巴谷的测量是错误的）也很重要，因为昴星团是理解恒星如何形成的基准星团。“年轻恒星的理论非常棘手，”普鲁斯蒂说。“因为它们不稳定，所以有很多替代方案。因此，确实需要精确的观测来约束这些模型。”
其他研究小组正在使用新数据来研究异常恒星（那些显得过分暗淡或明亮或移动过快或过慢的恒星）。普林斯顿大学的天文学家大卫·斯珀格尔说：“天文学家认为我们非常了解恒星的工作原理。”“但我怀疑，当我们的数据变得更好时，我们会发现，虽然我们掌握了基本情况，但有些我们认为我们理解的东西其实并不理解。”行星物理学也参与其中，因为天文学家正在寻找拥有有趣行星的恒星。尽管盖亚尚未发现任何此类世界，但科学家们希望该探测器最终将探测到数千甚至数万个。
尽管 9 月份成果丰硕，但天文学家仍在热切期待盖亚的下一次观测（还将有四次发布）。纽约大学的天文学家大卫·霍格说：“尽管我们可以利用首次数据发布做很多科学研究，但这与我们最终能够完成的任务相比，根本不算什么。” 借助 2022 年的完整数据集，研究人员将能够着手完成该任务的主要科学目标：揭示银河系的结构和动力学，并阐明其剧烈的历史。例如，银河系的一些恒星诞生于较小的星系中，后来被我们这个庞大的星系吞噬。今天，那些弱小星系的残余物以微弱的恒星流的形式可见，这些星流横跨天空，为了解我们星系邻域的演化时间线提供了线索。“你正在找到过去存在的星系，你正在找到它们的运行轨道，你正在找到与它们相关的恒星。因此，你可以构建我们星系吞噬其他星系的历史，”哥伦比亚大学的约翰斯顿说。
最终，盖亚的全部遗产是不可能提前确定的。除了其主要任务外，该卫星还将观测太阳系中数千个非恒星物体，可能绘制银河系中暗物质的分布图，并绘制数十万个类星体的位置——古代星系中耀眼的核心。普鲁斯蒂说，从长远来看，盖亚还将改进其他望远镜的观测，因为这些仪器将确切地知道该往哪里看。与此同时，霍格在纽约市和海德堡组织了“盖亚冲刺”，让所有类型的天文学家齐聚一堂，在协作环境中探索数据。“我认为，正确的思考方式——以及每个人真正兴奋的原因——是这是一个发现的机会，”霍格说。“人们很兴奋，因为这是一个新世界。而首次数据发布只是这个新世界的预告片。” —香农·霍尔，附加报道：萨拉·古达兹
数据一览
图片来源：C. CARREAU ESA
150万公里
盖亚探测器距离地球的距离
高 50 倍
盖亚相机与哈勃太空望远镜上的相机相比的分辨率
多 30 倍
盖亚主镜收集的光量与星图卫星“依巴谷”相比
70
盖亚将观测其十亿个目标中的每一个目标的次数