■今日视点 

    2013年12月19日，欧洲空间局的“盖亚（Gaia）”航天器发射升空。这颗航天器的任务是以前所未有的精度对银河系内数以十亿计的恒星进行观测，测量它们的位置、距离和运动。今年9月14日，这位“御用画师”公布了其记录的银河系200万恒星运动轨迹等详细信息图。

    最新公布的数据目录显示了2057050颗恒星和其他对象的三维位置，以及这些位置在过去20年间的变化。数据的精度提高了10多倍；丰富性则提高了1000多倍。最终绘制的整幅银河系图像将包含10亿多个对象。

    美国纽约大学天文学家戴维·霍格说：“‘盖亚’将彻底改变我们对恒星和星系的认知。”英国《自然》杂志网站在近日的报道中指出，“盖亚”将向我们揭示天文学5大领域的奥秘，其中包括小行星、宇宙膨胀、系外行星等。

    银河系的演化历程

    “盖亚”拍摄的银河系运动三维图像将揭示银河系内的恒星如何移动，这将强化我们对于银河系结构的认识。结合这幅图像提供的信息以及现有关于恒星的颜色、温度和化学组成等方面的信息，研究人员能重新建构银河系的发展历程，厘清在过去的130亿年间，它如何变成目前的状态。密歇根大学的天文学家莫妮卡·瓦鲁瑞说：“终其一生，‘盖亚’将彻底影响我们对银河系的结构及其进化历史的理解。”

    暗物质到底在哪里

    银河系内恒星轨道的细节不仅能揭示可见物质的分布，也将揭示暗物质的分布情况，进而可能揭示暗物质究竟是“何方神圣”“身处何方”。

    “盖亚”也将对一些理论进行测试。标准暗物质理论认为，银心的引力场呈球对称，但在远一点的地方，它被拉长，像“美式足球”；另一个名为“修正牛顿引力”的理论则指出，这个场的形状更像一个薄煎饼。恒星的运动速度取决于这一引力场。因此，通过研究恒星的速度，“盖亚”或能让科学家们厘清究竟哪个理论正确。

    另有一种观点认为，暗物质是杀死恐龙的“罪魁祸首”，“盖亚”航天器或许也能对其证实或证伪。去年，美国哈佛大学的丽萨·兰德尔和马修·里斯提出理论称，如果暗物质集中于银道面附近一个较纤薄的“暗盘”内，那么，当太阳系周期性地（大约3500万年）通过这个“暗盘”时，它可能诱发小行星撞击地球，导致生物大灭绝。

    研究人员首当其冲想要分析的是恒星群包括昴星团（Pleiades），它位于金牛座。哈勃太空望远镜提供的观察数据表明，这一星团距离地球约440光年远。但欧空局1989年发射升空的“依巴谷”卫星提供的数据则指出，它距地球仅120光年。

    有些人认为，“依巴谷”卫星的测量精确度值得怀疑，“盖亚”使用与“依巴谷”类似但更好的方法。美国太空望远镜科学研究所的戴维·德尔布罗姆说：“‘依巴谷’卫星的结论将很可能被‘盖亚’证明是错的。”

    或能发现数千新天体

    天文学家们已经通过凌日法，发现了数千颗围绕其他恒星旋转的行星；而“盖亚”则使用另一种方法来探测行星——测量由行星引力导致的恒星位置的轻微抖动。耶鲁大学的天文学家格里戈里·拉夫林说：“‘盖亚’有可能让我们发现数千个新天体。”

    “盖亚”团队成员、意大利都灵天体物理天文台的研究员亚历山德罗·索则提认为，“盖亚”的技术最适合探测大行星。而且，与凌日法不同，它能直接测量行星的质量。不过，索则提也表示，利用这种方式发现行星需要几年时间，2018年有望获得首批结果。

    宇宙膨胀速度有多快

    尽管“盖亚”的主要任务是探测银河系，但其触角有望延伸到整个可观测的宇宙。“盖亚”直接测量距离仅对银河系内的物体或其近邻起作用，为了测算遥远星系的距离，天文学家们一般将希望寄托在恒星爆炸——所谓的Ia型超新星上。这种“标准烛光”一直是测量宇宙膨胀速度的主要工具，科学家们也基于此，指出“暗能量”使宇宙膨胀不断加速。

    但使用超新星作为“标准烛光”，天文学家们必须将其同银河系内其他类型的“标准烛光”进行比较。在其首次发布的数据中，“盖亚”将以极高的精确度测量成千上万颗这样的恒星的距离。最终，其测量结果将使宇宙学家们提升整个宇宙图谱的精度，或许也有可能找到解决多个有冲突的宇宙膨胀率的方法。

    探测未知的小行星威胁

    “盖亚”团队成员、法国蔚蓝海岸天文台的保罗·坦噶表示，“盖亚”会持续不断地扫描整个天空，因此有望在太阳系内发现约35万颗小行星，其中包括多个近地物体。

    一旦“盖亚”发现此类近地物体，它将向天文台发出警告，天文台接着会利用地面望远镜进行观测，从而判断这一物体是否是一个威胁。荷兰莱顿天文台的天文学家安东尼·布朗说，“盖亚”的有利位置使其能发现由于距离太阳太近而无法从地球观测到的物体。

    另外，在未来几年内，“盖亚”也会对某些小行星围绕太阳旋转的方式进行跟踪调查，对爱因斯坦关于引力的描述——广义相对论进行精确的测试。