欧空局盖亚（Gaia）任务完成为期十年的突破性天文观测 即将退役

由欧空局发射的盖亚（Gaia）任务已经完成了十年突破性的天文观测，收集了关于20亿颗恒星和天体的3万亿个数据点。随着它即将退役，我们预计它将在2026年和十年结束时发布两份重要数据，从而进一步加深我们对银河及其他天体的了解。

盖亚卫星在银河前的艺术视图。 图片来源：ESA/ATG medialab；背景：ESO/S： ESO/S. 布鲁尼耶

欧洲航天局的盖亚（Gaia）航天器一直在绘制银河系地图，现已完成其天空扫描阶段。 在过去的十年中，它对大约 20 亿颗恒星和其他天体进行了超过 3 万亿次观测，改变了我们对银河系和周围宇宙的认识。

盖亚号于2013年12月19日发射升空，经过多年的精确观测，它的燃料供应现在已经不多了。 为了保持稳定和精确度，航天器每天要消耗大约十几克冷气体。 不过，任务还没有结束。 在未来几周内，盖亚将接受一系列技术测试，然后进入最后的"退休"轨道。 此外，盖亚还计划发布两项重要数据--一项将于2026年发布，另一项将于本十年结束前发布--这将为我们提供更多关于宇宙邻域的信息。

信息图，展示欧空局盖亚任务在其天空扫描阶段的数字。 图片来源：ESA/Gaia/DPAC，银河印象：Stefan Payne-Wardenaar

欧空局科学部主任卡罗尔-蒙代尔（Carole Mundell）说："今天标志着科学观测的结束，我们正在庆祝这项令人难以置信的任务，它超出了我们所有的预期，持续时间几乎是原先预计寿命的两倍。"

"盖亚收集的数据宝库让我们对银河系的起源和演变有了独到的见解，同时也改变了天体物理学和太阳系科学，而这些改变我们还没有充分认识到。 盖亚建立在欧洲在天体测量学方面独一无二的卓越成就之上，并将为后代留下一份长久的遗产。"

"经过11年的太空飞行和一路经受微陨石撞击和太阳风暴的考验，盖亚号已经完成了科学数据的收集工作。 盖亚项目科学家约翰内斯-萨尔曼（Johannes Sahlmann）说："现在，所有的目光都转向了下一次数据发布的准备工作。"

盖亚项目科学家约翰内斯-萨赫曼（Johannes Sahlmann）说："我对这次令人难以置信的任务的表现感到兴奋，对等待我们的发现感到激动。"

盖亚绘制的最佳银河系图：这是艺术家根据欧空局盖亚太空望远镜的数据绘制的银河系新印象图。 图片来源：ESA/Gaia/DPAC， Stefan Payne-Wardenaar

盖亚在任务过程中多次使用三台仪器对恒星进行监测，从而绘制出恒星的位置、距离、运动、亮度变化、组成和其他许多特征的图表。

这使得盖亚能够实现其首要目标，即绘制最大、最精确的银河系地图，向我们展示我们的银河系，这是其他任何任务都无法做到的。 因此，我们现在也拥有了最佳的重构视图，可以看到银河系在外部观察者眼中的样子。 这幅新的银河系图像融合了盖亚在过去十年中发表的大量论文中的数据。

上图的标签版。 图片来源：ESA/Gaia/DPAC， Stefan Payne-Wardenaar

"盖亚改变了我们对银河系的印象。 "德国天文馆（Haus der Astronomie）和国际天文学联合会（IAU）天文学教育办公室的科学可视化师斯特凡-佩恩-瓦德纳尔（Stefan Payne-Wardenaar）说："即使是一些基本概念，比如银河系中心条带的旋转、圆盘的翘曲、旋臂的详细结构以及太阳附近的星际尘埃，也都做了修改。尽管如此，银河系的遥远部分仍然是基于不完整数据的推测。 随着盖亚数据的进一步发布，我们对银河的看法将变得更加准确。"

盖亚绘制的最佳银河地图（艺术家印象，边缘朝上）。 图片来源：ESA/Gaia/DPAC， Stefan Payne-Wardenaar

盖亚对恒星距离、运动和特性的反复测量是对我们的银河系进行"银河考古"的关键，它揭示了银河系复杂历史中遗漏的环节，帮助我们进一步了解我们的起源。 从探测到其他星系的"幽灵"和在银河系早期历史中与银河系合并的多个古老恒星流、 从发现今天正在与人马座矮星系发生碰撞的证据，盖亚正在改写银河系的历史，预测银河系的未来。

在扫描银河系恒星的过程中，盖亚还发现了其他天体，从太阳系后院的小行星到银河系外的星系和类星体（由超大质量黑洞驱动的明亮而活跃的星系中心）。

例如，盖亚提供了 15 万多颗小行星的精确轨道，并通过高质量的测量，揭示了其中数百颗小行星周围可能存在的卫星。 它还绘制了约130万颗类星体的最大三维地图，其中最远的类星体在宇宙只有15亿年历史时就已经闪闪发光。

盖亚还发现了一种新品种的黑洞，包括一个质量接近太阳质量33倍的黑洞，它藏身于距地球不到2000光年的天鹰座，这是第一次在银河系内发现这么大的恒星黑洞。

"令人印象深刻的是，这些发现仅仅是基于盖亚最初几年的数据，其中许多发现仅在去年就已完成。" 盖亚数据处理与分析联合会（DPAC）主席、荷兰莱顿大学的安东尼-布朗（Anthony Brown）说："盖亚已经成为十年来的发现机器，这一趋势还将继续下去。"

带有伴星的明亮恒星的艺术印象。 科学家们通过将欧空局盖亚任务的数据与欧洲南方天文台 GRAVITY 仪器的数据相结合，探测到了来自 8 颗发光恒星以前从未见过的暗伴星的光信号。 图片来源：欧空局，编辑

盖亚科学和工程团队已经在全力准备盖亚数据第4版（DR4），预计将于2026年发布。 每次发布的数据量和质量都会有所提高，预计将提供 500 TB 数据产品的 Gaia DR4 也不例外。 此外，它还将涵盖任务的前5.5年，与最初预计的任务持续时间相当。

意大利帕多瓦天文台国家天体物理研究所（INAF）的DPAC副主席Antonella Vallenari说："这是社区一直在等待的盖亚版本，想想这仅仅涵盖了收集到的数据的一半，就令人兴奋。尽管这项任务现在已经停止了数据收集，但在未来的许多年里，我们将一如既往地做好这些令人难以置信的数据集的准备工作。"

盖亚数据第4版将扩充其双星星表，这是迄今为止最大的双星星表。 盖亚具有一种独特的能力，它能找出相互靠近的成对天体的微小运动，并且已经发现了先前隐藏在明亮恒星周围的伴星。

顺便提一下，盖亚在1月10日的最后一次目标观测是天鹅座61号双星。 这颗标志性的恒星吸引了19世纪天文学家的注意，他们首次对其进行了正常运动和视差测量，盖亚在大约20亿颗恒星上使用了这些技术。

盖亚的系外行星发现也将随着即将到来的数据集的增加而增加，这要归功于更长的观测时间框架使得发现被轨道行星轻轻牵引的"摆动"恒星变得更加容易。

"在接下来的几个月里，我们将继续下传盖亚的每一滴数据，与此同时，处理团队将加紧准备在本十年末发布第五次也是最后一次重要数据，涵盖整个10.5年的任务数据，"位于西班牙马德里附近欧空局欧洲空间天文中心（ESAC）的盖亚科学运营团队负责人罗西奥-格拉（Rocio Guerra）说。"这将结束ESAC科学运营中心数百名专家、欧空局德国欧洲空间运营中心的盖亚飞行任务运营团队以及庞大的数据处理专家联盟之间令人难以置信的协调努力，他们共同确保了这一美丽任务长期以来的顺利运行。"

盖亚飞船在盖亚真实天空图像前的艺术印象。 图片来源：航天器： ESA/ATG medialab; Milky Way： ESA/Gaia/DPAC; CC BY-SA 3.0 IGO. 致谢： A. Moitinho

虽然今天标志着科学观测的结束，但短暂的技术测试现在刚刚开始。 这些测试有可能进一步改进盖亚的校准，了解某些技术在太空中运行十年后的表现，甚至有助于未来太空任务的设计。

经过几周的测试后，盖亚号将离开目前围绕拉格朗日2点的轨道，在远离太阳的方向上距离地球150万公里，进入最终的日心轨道，远离地球的影响范围。 航天器将于 2025 年 3 月 27 日钝化，以避免对其他航天器造成任何伤害或干扰。

在技术测试期间，盖亚的方位将被改变，这意味着它将暂时变亮几个星等，从而使通过小型望远镜进行观测变得更加容易（肉眼将无法看到它）。 这里已经建立了盖亚的定位指南，并邀请业余天文学家分享他们的观测结果。

"在我们告别之际，盖亚将用这最后的礼物来款待我们，在它当之无愧的退休之前，它将在星空中闪耀，"盖亚任务经理乌韦-拉默斯总结道。"这是庆祝这一变革性任务的时刻，也是感谢所有团队十多年来辛勤工作的时刻，感谢他们操作盖亚、规划观测并确保其珍贵数据顺利返回地球。"

编译自/ScitechDaily