掀起銀河係的“蓋頭”來
【今日視點】
據美國太空網報道,歐洲航天局“蓋亞”(Gaia)探測器將於6月13日發布最新一批觀測數據,其中包含了天空中數億個最明亮物體的信息,比如數千萬顆恒星的化學組成等。
“蓋亞”空間望遠鏡於2013年發射升空,旨在通過描繪銀河係內近20億顆恒星的精確位置、距離和速度,繪製出最詳細的銀河係圖譜。天文學家表示,盡管這20億顆恒星僅占銀河係恒星總數的1%左右,但在複雜算法和其他信息的加持下,他們可借助這些數據管窺整個銀河係的全貌,解開有關銀河係及其內恒星的一些重大謎團。
恒星來自何處
通過測量大量恒星的精確位置、距離和速度,“蓋亞”可以呈現的不僅僅是銀河係現在的“模樣”,還有它過往的情況。因yin為wei宇yu宙zhou中zhong的de物wu體ti遵zun循xun一yi定ding的de物wu理li學xue規gui律lv,因yin此ci天tian文wen學xue家jia可ke借jie助zhu現xian有you數shu據ju,模mo擬ni這zhe些xie恒heng星xing過guo往wang的de軌gui跡ji,從cong而er了le解jie過guo去qu數shu百bai萬wan年nian甚shen至zhi數shu十shi億yi年nian間jian,在zai銀yin河he係xi內nei上shang演yan的de“劇情”。借助此前獲得的數據,科學家們已能做到這一點,新數據集則可讓他們做得更多。
在新數據集中,“蓋亞”團隊將首次公布5億顆恒星的“天體物理參數”。“蓋亞”項目科學家喬斯·德·布魯因指出,這些參數來自“蓋亞”測量的恒星光譜(本質上是這些恒星吸收光線的“指紋”),揭示了每顆被測恒星的化學成分、質量、年齡、溫度和亮度等信息。
布魯因說,其中3000wankehengxingdedaqihuaxuechengfen,yushushiyinianqiandanshengdezhexiehengxingdefenziyunhuaxuechengfenxiangtong,tongguojianghuaxuechengfenxinxiyuduihengxingguijidejianmoxiangjiehe,tianwenxuejianengzhuizongdaoyinhexineibu(也包括外部)恒星群的誕生地。
銀河係如何連在一起
雖然自2014年以來,“蓋亞”一直在掃描銀河係,但銀河係仍有很多未解之謎,研究它也並非易事。因為身處銀河係內部,“蓋亞”甚至不能穿透遮蔽銀河係中心的厚厚塵埃和氣體雲而窺視銀盤的另一側。
但隨著“蓋亞”收shou集ji的de數shu據ju與yu日ri俱ju增zeng,再zai加jia上shang射she電dian天tian文wen學xue等deng其qi他ta觀guan測ce技ji術shu的de幫bang助zhu,銀yin河he係xi的de全quan貌mao正zheng慢man慢man浮fu現xian出chu來lai,科ke學xue家jia們men距ju離li解jie決jue銀yin河he係xi中zhong暗an物wu質zhi如ru何he分fen布bu等deng重zhong大da謎mi題ti越yue來lai越yue近jin。
布魯因解釋說:“銀yin河he係xi中zhong所suo有you物wu質zhi都dou對dui每mei顆ke恒heng星xing施shi加jia引yin力li,而er這zhe種zhong引yin力li決jue定ding了le恒heng星xing的de運yun動dong速su度du。因yin此ci,通tong過guo測ce量liang恒heng星xing的de運yun動dong,我wo們men可ke以yi探tan測ce銀yin河he係xi中zhong的de物wu質zhi分fen布bu情qing況kuang,這zhe對dui於yu弄nong清qing銀yin河he係xi如ru何he連lian接jie在zai一yi起qi非fei常chang重zhong要yao。”
與銀河係中恒星分布相關的另一個謎團同銀河係標誌性的螺旋結構——旋臂有關。天文學家大多同意,銀河係的四條旋臂似乎是從銀河係中心發出的、由you恒heng星xing和he氣qi體ti組zu成cheng,但dan單dan個ge旋xuan臂bi的de大da小xiao以yi及ji它ta們men在zai銀yin盤pan中zhong的de確que切qie位wei置zhi仍reng存cun在zai諸zhu多duo爭zheng議yi。新xin數shu據ju可ke能neng有you助zhu於yu天tian文wen學xue家jia進jin一yi步bu弄nong清qing楚chu這zhe些xie問wen題ti。
而且,“蓋亞”不僅能看到這些旋臂現在的樣子,也能幫助天文學家模擬這些旋臂過去的樣子以及未來如何演變。
荷蘭萊頓大學天文學家、蓋亞數據處理與分析協會主席安東尼·布(bu)朗(lang)表(biao)示(shi),有(you)了(le)這(zhe)些(xie)新(xin)數(shu)據(ju),天(tian)文(wen)學(xue)家(jia)將(jiang)能(neng)夠(gou)看(kan)得(de)更(geng)遠(yuan),直(zhi)接(jie)對(dui)旋(xuan)臂(bi)的(de)更(geng)大(da)部(bu)分(fen)進(jin)行(xing)取(qu)樣(yang)。盡(jin)管(guan)如(ru)此(ci),了(le)解(jie)整(zheng)個(ge)銀(yin)河(he)係(xi)仍(reng)然(ran)是(shi)一(yi)個(ge)挑(tiao)戰(zhan)。
銀河係的“童年”發生了什麼
此外,“蓋亞”提供的數據使天文學家能進行所謂的“銀河考古學”。通tong過guo重zhong建jian數shu百bai萬wan顆ke恒heng星xing的de軌gui跡ji,他ta們men可ke以yi了le解jie數shu十shi億yi年nian前qian發fa生sheng的de事shi件jian,包bao括kuo銀yin河he係xi與yu其qi他ta星xing係xi的de災zai難nan性xing碰peng撞zhuang,碰peng撞zhuang產chan生sheng的de漣lian漪yi至zhi今jin仍reng能neng在zai銀yin河he係xi中zhong觀guan察cha到dao。
科學家們在“蓋亞”此前發布的數據中,發現了銀河係與名為“蓋亞土衛二”的較小星係的碰撞,這發生在80億至110億年前。當時,銀河係比現在小得多。布朗說,與“蓋亞土衛二”的碰撞是“銀河係在其童年時期經曆的最後一次重大合並”。他希望天文學家們能借助新數據集,進一步回顧銀河係的曆史,並追蹤到一些更早的碰撞。
zhidaojintian,yinhexirengzaitunshijiaoxiaodexingxi。moxingxianshi,weiraoyinhexiwaiweiyunxingdelianggeaixingxidamaizhelunyunhexiaomaizhelunyunyouchaoyirijiangbeiyinhexiwanquantunmei。
正如它從劇烈碰撞中誕生一樣,終有一天,銀河係也會死於劇烈的碰撞。大約45億年後,銀河係將與其最近的大型星係鄰居仙女座星係相撞。布朗說,新發布的蓋亞數據或會為這一災難性事件帶來一些啟示。
布魯因表示,“蓋亞”是目前產生最多科學論文的科學任務。6月13日發布的數據還將包含有史以來最大的一組關於銀河係雙星係統的信息,預計這些數據也將催生一些突破性的發現。此外,“蓋亞”還建立了迄今最大的太陽係內小行星化學成分數據庫,科學家們也正在開發越來越好的算法,以更多地了解“蓋亞”看到的恒星。
“蓋亞”太空望遠鏡將繼續掃描天空,直到2025年燃料耗盡。
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