天文太空

重繪銀河系地圖

蓋婭衛星提供關於銀河系恆星分佈前所未見的詳細資訊。

撰文/許杰仁(Jeremy Hsu)
翻譯/洪艾彊

天文太空

重繪銀河系地圖

蓋婭衛星提供關於銀河系恆星分佈前所未見的詳細資訊。

撰文/許杰仁(Jeremy Hsu)
翻譯/洪艾彊


在殷切企盼下,天文學家終於完成最大型且最精密的銀河系立體圖。歐洲太空總署(ESA)斥資10億美元打造蓋婭任務,該衛星在今年4月發佈最新資料,詳列了超過10億顆恆星的位置以及運行軌道。


蓋婭衛星於2013年發射,在地球上空遠離太陽的一側運行,掃描整個天際。這幅史無前例的地圖是根據個別恆星及其運行軌道的25次不同觀測,歷時約兩年,涵蓋銀河系的1%恆星。從今年4月起,發表在《天文學與天文物理》線上期刊的一連串論文所描述的資料,可供科學家以電腦模擬銀河系的過去與未來。


蓋婭任務的副計畫科學家德布盧那(Jos de Bruijne)說:「雖然我們所繪製的是某個時間點的地圖,但是同樣能夠提供過去以及未來的資訊。」


2016年9月蓋婭任務釋出了第一批資料集,但受限於觀測時間與天體位置的既有知識,只追蹤了200萬顆恆星的距離及運行軌道。第二批資料集包含13億顆恆星,是第一批的650倍。


蓋婭任務的望遠鏡能夠精確觀測銀河系中心的恆星,距離我們約三萬光年,相當於從地球上看見月球表面的一枚硬幣。美國拉瓜迪亞社區學院的天文物理學家雪菲爾(Allyson Sheffield)沒有參與此計畫,她評論:「蓋婭任務測量恆星軌道的精確度,是它最具革命性的突破。」


蓋婭任務配置兩具光學望遠鏡及三套科學儀器,能夠同時測量恆星的亮度、溫度及成份。新資料集包含恆星的顏色,這是判斷恆星表面溫度及年齡的關鍵特徵。雪菲爾表示,如此多樣的觀測數據,使蓋婭衛星宛如天文物理學家的「星系結構資訊綜合服務站」。


這些資料涵蓋700萬顆恆星的徑向速度,即靠近或遠離地球的速度分量。這類測量數據可供科學家計算這些恆星相對於太陽的速度,進一步揭露銀河系的演變過程。值得一提的是,這個資料集還包含太陽系內部1萬4099顆小行星的觀測結果。


荷蘭卡普田天文研究所的天文物理學家、ESA蓋婭任務成員赫米(Amina Helmi)表示,關於天體運行的精確知識,不僅增進科學家對星系歷史以及演變過程的認識,還可以提供謎樣「暗物質」的本質及分佈的線索,讓科學家檢驗某些重力替代理論。