盖亚望远镜的新数据揭示了超过500，000个未被发现的恒星和更多的“金矿”

熊明青

盖亚飞船进行观测时的插图。(图片来源:欧空局)

（）据美国太空网（罗伯特·李）：盖亚任务揭示了关于宇宙物体的新信息的“金矿”,因为它继续创建有史以来最全面的恒星目录。

新版本被称为盖亚的聚焦产品版本(FPR)，包含超过50万颗新的暗星，超过380个新的引力透镜类星体和超过15万颗太阳系小行星的位置。

盖亚正在创建的银河系及其宇宙后院的综合地图包含18亿颗恒星的数据，将允许科学家继续深入挖掘我们的宇宙历史。新版本填补了该地图形成过程中的一些重要空白。

据Gaia的运营商欧洲航天局(ESA)称，新数据提供了令人兴奋和意想不到的科学和发现，远远超出了太空望远镜最初设计的发现。

新的研究宝库建立在2022年6月发表的盖亚第三次数据发布(DR3)的基础上。尽管很全面，但DR3包含了太空望远镜尚未绘制的天空缺口，并忽略了一些不如周围恒星明亮的暗淡恒星。

球状星团就是一个特别的例子，它是宇宙中一些最古老的天体，拥有密集的明亮恒星核心，可以淹没试图研究它们的望远镜。

不仅仅是填补盖亚宇宙地图中未被探索的区域

恒星探测器太空望远镜新发布的部分内容聚焦于银河系最大的球状星团半人马座欧米茄星团，该星团包含约1000万颗恒星，使其核心成为该望远镜迄今为止研究过的最拥挤的空间区域。

为了填补这些空白，欧空局的天文学家将Gaia集中在半人马座欧米茄上，它距离地球大约15800光年，距离地球相对较近，可以作为研究其他此类星团的代理。

“在半人马座欧米伽星，我们发现了盖亚以前从未见过的50多万颗新恒星——仅仅来自一个星团！”研究的主要作者和盖亚合作的成员Katja Weingrill在一份声明中说。

太空望远镜不是专注于星团内的单颗恒星，而是用一种特殊的模式观察半人马座欧米茄，这种模式允许盖亚每次进入视野时都可以看到球状星团核心周围更广阔的天空。因此，新的观察也有助于测试这种特殊模式和盖亚的仪器。

“我们没想到会把它用于科学，这让这个结果更加令人兴奋，”温格里尔补充道。



盖亚选择了半人马座欧米茄，这是从地球上可以看到的最大的球状星团，也是“典型”星团的一个很好的例子。每次星团进入视野时，盖亚启用了一种特殊的模式来真实地绘制星团核心周围更广阔的天空，而不是像通常那样只关注单个恒星。该团队仅从这个星团中就发现了526，587颗新的盖亚恒星，检测到的恒星距离太近，无法在望远镜的常规管道中进行测量，而星团核心中的恒星比以前看到的要暗15倍。(图片来源:欧空局/盖亚/DPAC)

虽然新数据有助于填补盖亚的银河系3D地图中一些未探索的区域，但它本身也是科学家感兴趣的，有助于更好地模拟半人马座欧米茄球状星团。

“我们的数据使我们能够检测到太靠近而无法在盖亚的常规管道中正确测量的恒星，”研究合著者兼盖亚合作成员阿列克谢·明茨补充道。“有了新的数据，我们可以研究星团的结构，组成恒星是如何分布的，它们是如何移动的，等等，创建一个完整的大规模半人马座欧米茄地图。它正在最大限度地利用盖亚——我们已经以最大功率部署了这个令人惊叹的宇宙工具。”

在这方面，FPR的新数据发布只是盖亚数据发布4 (DR4)的一个尝试，该太空望远镜目前正在探索银河系的另外八个区域，与它如何调查欧米茄半人马座的方式类似。因此，通过研究像半人马座欧米茄这样的宇宙构建模块，DR4可以帮助揭示我们星系的细节，例如它的真实年龄，它中心的精确位置，以及它在历史上是否与其他星系发生过碰撞。

作为引力透镜猎手的盖亚

尽管它不是为了在更大的范围内研究宇宙而设计的，但FPR从盖亚发布的信息表明，它可能会揭示对了解整个宇宙至关重要的事情，例如它的演化和精确年龄。

盖亚可能对宇宙学产生影响的方式之一是通过发现天文学家所谓的引力透镜，即像星团这样密度很大的物体，可以用来放大来自遥远背景源(如古老星系)的光。

这要归功于爱因斯坦的广义相对论所预言的效应，该理论认为有质量的物体会“扭曲”时空的结构；质量越大，翘曲越严重。当一个扭曲的物体位于地球和一个遥远的光源之间时，来自那个遥远光源的光穿过中间的物体，并“弯曲”向我们传播。偏转的量取决于光的路径有多接近质量源。因此，来自同一个光源的光在不同的时间到达地球，一个物体可以出现在同一张图像的多个点上。

这种效应可以放大远处的光源，让通常太远太暗的物体看不见。詹姆斯·韦伯太空望远镜目前正在利用这一现象来观察宇宙中一些最古老的星系。盖亚可以通过发现更多引力透镜物体来帮助实现这一点——特别是类星体，这是由黑洞提供能量的星系的活跃心脏。发现透镜类星体并不容易，因为引力透镜引起的重复图像经常会聚集在一起，使单个物体在图像中出现模糊，导致它被错误识别。



该信息图有三个主要部分:描述引力透镜如何工作的视觉图像(左上)，盖亚DR3中识别的透镜系统的六幅图像(右上)，以及关于盖亚发现新透镜类星体的一些关键事实(下)。引力透镜的视觉效果说明了光如何从遥远的类星体传播到盖亚，在传播过程中围绕着前景质量(星系)弯曲，并显示了这如何使望远镜看到天空中类星体的多个图像。盖亚研究人员发现，我们在周围天空中看到的一些物体不仅仅是恒星，尽管它们看起来像恒星。它们实际上是非常遥远的透镜类星体——极其明亮、充满能量的星系核心，由黑洞提供动力。研究人员提出了381个透镜类星体的固体候选者，包括50个被认为极有可能的:有史以来最大的一组候选者被同时公布。(图片来源:欧空局/盖亚/DPAC)

“盖亚是一个真正的镜头搜寻者。感谢Gaia，我们发现我们看到的一些物体不仅仅是恒星，尽管它们看起来很像，”研究合著者兼Gaia合作成员Christine Ducourant说。“它们实际上是非常遥远的透镜类星体——由黑洞提供动力的极其明亮、高能的星系核心。

“我们现在提出了381个透镜类星体的固体候选物，包括50个我们认为非常可能的候选物:宇宙学家的金矿和有史以来最大的候选物集。”

这些候选者选自可能的类星体候选者列表，其中一些包含在DR3中，其中五个透镜物体似乎是被称为“爱因斯坦十字架”的罕见形成物当单个物体发出的光以十字形出现在同一幅图像的多个位置时，就会出现这种情况。2021年，盖亚发现了12个这样的爱因斯坦十字架。

“盖亚的伟大之处在于它无处不在，所以我们不需要知道去哪里找就可以找到镜头，”研究合著者盖亚合作成员洛朗·加卢乔说。“随着这一数据的发布，Gaia是第一个以高分辨率实现引力透镜全天调查的任务。”

这表明了盖亚如何能够与欧空局的暗物质和暗能量侦探欧几里德合作，后者于2023年7月发射，以帮助调查宇宙的这些神秘方面，估计占其内容的95%。盖亚发布的新消息还显示，太空望远镜在离家更近的地方也有用途。

用盖亚追踪小行星、红巨星等等

新发布的Gaia部分显示了在DR3确认的地球周围156，823颗小行星的细节，更好地确定了它们的位置，并以比先前观测高20倍的精度限制了它们的轨道。

欧空局的太空望远镜通过观察太空岩石来做到这一点，时间几乎是以前的两倍。欧空局预测，即将到来的盖亚数据转储DR4将使太空望远镜看到的小行星数量增加一倍，并通过纳入彗星甚至地球周围的卫星来增加盖亚观察到的太阳系天体的数量。



这张图片显示了许多环绕太阳的环形和重叠轨道，所有的轨道都有不同的颜色(以区分小行星)。图像的中心——代表木星轨道内的一个区域——轨道非常密集，而外部边缘仍然比较清晰，显示了银河系的背景平面。新的数据揭示了更多关于156，823颗小行星的信息，这些小行星被确认为盖亚DR3的一部分，它们的轨道显示在这张图片中。新的数据集精确定位了这些岩石天体的位置，其时间跨度是之前的近两倍，使得它们的大部分轨道——仅基于盖亚观测——更加精确20倍。(图片来源:欧空局/盖亚/DPAC)

新发布的Gaia还包括对超过10，000颗双星红巨星的动力学观察，这是有史以来收集的此类恒星物体的最大集合，以及来自银河系盘中恒星之间漂移的气体和尘埃的信号。

“虽然它的主要焦点是作为一个恒星测量员，但盖亚正在探索一切，从太阳系的岩石天体到位于数十亿光年之外的多重成像类星体，远远超出了银河系的边缘，”欧空局盖亚项目科学家蒂莫·普鲁斯特说。“这项任务提供了对宇宙及其内部物体的真正独特的洞察力，我们真的充分利用了它对我们周围天空的广阔的全天视角。”

来自盖亚的FPR以五篇论文的形式于10月10日星期二发表。