绘制宇宙地图的任务揭示了星团、小行星和引力的奥秘

10 月 10 日，欧洲航天局 (ESA) 公布了其近十年的盖亚任务的部分临时数据。这些数据包括巨大星团中 50 万颗新发现的暗淡恒星、380 多个可能的宇宙透镜以及太阳系内 15 万多颗小行星的位置。

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盖亚于 2013 年 12 月发射，是一艘天文观测航天器，其使命是进行精确的恒星普查，从而绘制出我们银河系及更远星系的地图。更详细地了解地球在宇宙中的位置可以帮助我们更好地了解构成已知宇宙的各种物体。

50万颗新恒星和星团核心

2022 年，盖亚第三次发布数据（DR3）包含了超过 18 亿颗恒星的数据，从而构建了银河系及更远处的相当完整的视图。即使拥有所有这些数据，ESA 的测绘仍然存在差距。盖亚仍然没有完全探索天空中恒星特别密集的区域，忽略了比邻居亮度稍低的恒星。

一个典型的例子就是球状星团。它们是已知宇宙中最古老的天体之一，对于回顾宇宙的过去特别有价值。然而，它们明亮的核心有时会让望远镜无法看清它们。

盖亚选择了半人马座欧米茄星团来帮助填补恒星图的空白。半人马座欧米茄星团是从地球上可以看到的最大的球状星团，也是银河系中较“典型”的星团之一的一个很好的例子。每当星团进入视野时，盖亚都会启用一种特殊模式来真正绘制星团核心周围更广阔的天空区域。

“在半人马座欧米茄星团中，我们发现了超过 50 万颗盖亚从未见过的新恒星——仅来自一个星团！”这项研究的共同作者、波茨坦莱布尼茨天体物理研究所 (AIP) 的天体物理学家 Katja Weingrill 在一份声明中说。“我们没想到会把它用于科学研究，这让这个结果更加令人兴奋。”

这些数据还使研究小组能够探测到那些距离太近而无法正确测量的新恒星。

“利用新数据，我们可以研究星团的结构、组成恒星的分布情况、它们的运动方式等，从而绘制出完整的半人马座欧米茄星大比例尺地图。它充分发挥了盖亚的潜力——我们已将这一神奇的宇宙工具发挥到最大功率，”研究报告合著者、AIP 天体物理学家 Alexey Mints 在一份声明中表示。

这五十万颗新恒星表明半人马座欧米茄星是盖亚迄今为止探索过的最拥挤的区域之一。

目前，盖亚正在使用同样的技术探索另外八个区域。这些探索的独家新闻将包含在盖亚数据发布 4 中。它应该有助于天文学家真正了解这些宇宙构造块中发生的事情，并更准确地确认我们银河系的年龄。

发现引力透镜

引力透镜现象是指太空中遥远物体的图像被位于观察者和物体之间的扰动质量（如星系或恒星）扭曲。中间的质量就像一个巨大的透镜，可以放大光的亮度，并将遥远光源的多个图像投射到天空中。

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“盖亚是一个真正的透镜探索者，”研究报告的合著者、波尔多天体物理学实验室的天体物理学家克里斯汀·杜库朗在一份声明中说。“多亏了盖亚，我们发现我们看到的一些物体不仅仅是恒星，尽管它们看起来像恒星。”

这里的一些物体不是普通的恒星，而是遥远的类星体。这些类星体是极其明亮的高能星系，由黑洞驱动。到目前为止，盖亚已经发现了 381 个透镜类星体的候选者。杜库朗说，这对宇宙学家来说是一座“金矿”，也是有史以来一次性发现的最大候选者集合。

探测透镜类星体具有挑战性，因为透镜系统的组成图像可能会以误导的方式聚集在天空中。

“盖亚的伟大之处在于它能观测到所有地方，所以我们无需知道在哪里观测就能找到透镜，”研究报告合著者、法国蔚蓝海岸大学天体物理学家 Laurent Galluccio 在一份声明中表示。“凭借此次数据发布，盖亚成为首个以高分辨率实现全天空引力透镜巡天的任务。”

小行星和银河系

此次数据发布中的一项研究揭示了有关 156,823 颗小行星的更多信息，并在几乎两倍于之前时间跨度内确定了它们的位置。在第四次盖亚数据发布中，该团队计划完成这组数据，包括彗星、行星卫星和两倍数量的小行星。

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另一项研究通过追踪星光中看到的微弱信号（恒星之间漂浮的气体和尘埃的微弱痕迹）绘制了银河系的圆盘图。盖亚团队堆叠了六百万个光谱来研究这些信号，这些数据有望让科学家最终缩小这些信号的来源范围。

“此次数据发布进一步证明了盖亚的广泛和根本价值——即使是在最初设计时并未考虑的课题上，”研究合著者、ESA项目科学家蒂莫·普鲁斯蒂在一份声明中表示。“尽管盖亚的主要重点是作为恒星勘测者，但它正在探索一切，从太阳系的岩石天体到位于数十亿光年之外、远在银河系边缘的多重成像类星体。这项任务为宇宙及其中的物体提供了真正独特的见解，我们真正充分利用了它对我们周围天空的广阔全天视角。”