近日，歐洲航天局蓋亞空間望遠鏡公佈了迄今最為詳盡和精確的恆星地圖，包含了近20億顆恆星的高精度數據，為理解銀河系的起源和未來提供了關鍵信息。12月3日，一個國際天文學家團隊公佈了迄今為止最詳細的銀河系大片區域恆星名錄。

圖片來源：ESA/Gaia/DPAC； CC BY-SA 3.0 IGO。

歐洲航天局（ESA）蓋亞空間望遠鏡（Gaia）發布第三版早期數據，包含了近20 億顆恆星的位置、運動、亮度和顏色等參數的高精度數據，以及首次對太陽系加速度進行光學測量的原始結果，這些數據將向公眾開放。數據集和早期科學發現在英國皇家天文學會（Royal Astronomical Society）主辦的一個特別新聞發布會公佈。

蓋亞衛星發射於2013 年，其運行軌道圍繞著日地拉格朗日L2 點，該點位於太陽到地球連線延長線上距地球150 萬公里處。地球和太陽的萬有引力在L2 點達到平衡，因此航天器能夠始終保持穩定的位置，長期一覽無餘地觀察著天空。

蓋亞的主要任務是利用視差測量恆星間的距離。簡單來說，把一條手臂伸直，豎起大拇指，然後試著分別用左眼和右眼觀察它，你就會發現拇指的位置好像發生了變化，這就是視差。在這項研究中，天文學家們使用蓋亞天文台持續掃描天空，測量當地球繞太陽運行時，觀測到的恆星位置發生了怎樣的變化。

只要知道恆星的微小位置變化，就可以計算出它們之間的距離。在地球上這種觀測受到大氣層的干擾，因而非常困難。而在太空中，觀測僅僅受限於望遠鏡的光學性能。

2016 年9 月，蓋亞發布了第一版恆星地圖，包含約200 萬顆恆星的數據，2018 年4 月又發布了第二版，包含了約16 億顆恆星的位置。這次公佈的第三版地圖總計包含近20 億顆恆星的位置，數據也較之前更為精確。此外，蓋亞還跟踪其觀測範圍內的恆星隨時間變化的亮度和位置變化情況（稱為自行，proper motion），並通過光譜分析，測量它們靠近或遠離太陽的速度，同時估算它們的化學組成。

新公佈的數據中還包含對距離太陽326 光年內的30 萬顆恆星精度極高的測量結果。研究人員利用這些數據來預測未來160 萬年恆星背景將會發生怎樣的變化。研究人員還證實，太陽係正在其繞銀河系的軌道上加速運行。

這種加速較為緩慢，對於一個在圓形軌道上運行的系統而言是預期範圍之內的。過去一年，太陽以每秒7 毫米的速度靠近銀河系中心，而它沿軌道運行的速度達每秒230 公里。

此外，來自蓋亞的數據還詳細描繪了銀河系最大的兩個伴星系——大麥哲倫雲和小麥哲倫雲，讓研究人員能夠看到其中不同的恆星群。一張生動的效果圖描繪了這兩個雲星系，以及由一些恆星構成的連接它們的橋樑。

銀河系最重要的兩個伴生星系，大麥哲倫雲（LMC，左側）和小麥哲倫雲（SMC，右側），根據歐洲航天局的蓋亞空間望遠鏡數據繪製。這兩個星係由一個75，000 光年長的恆星橋連接起來，其中一些恆星從SMC 的左邊延伸開來。圖片來源：ESA/GAIA/DPAC

英國蓋亞數據處理和分析協會（Gaia DPAC）項目主管、劍橋大學天文學研究所Floor van Leeuwen 博士評論：“蓋亞正在測量數千光年之外的上億個天體之間的距離，這種精度相當於在2000 多公里之外測量一根頭髮的直徑。這些數據是天體物理學的支柱之一，使我們能夠對臨近的恆星進行深入分析，探討關於銀河系的起源和未來的關鍵性問題。”

蓋亞將持續採集數據到至少2022 年，且這一期限有可能延長至2025 年。最終公佈的版本將包括超過20 億個天體的數據，恆星位置的最終數據精確度預期可達目前公佈結果的1.9 倍，自行數據的精確度預計將提高7 倍以上。