盖亚看见了太阳系的加速

 牧夫天文   2020-12-14 23:02   79 人阅读  0 条评论

原标题:盖亚看见了太阳系的加速

翻译:葛文迪

校对:牧夫天文校对组

编排:陈宏宇

后台:库特莉亚芙卡 李子琦 徐⑨坤

原文链接: https://phys.org/news/2020-12-gaia-space-telescope-solar.html

德累斯顿工业大学天文学家对我们太阳系加速度的测量是第三版盖亚目录中的一个科研亮点,第三版盖亚目录中现已向公众发布。随着它在2020年12月03日12:00的发布,公众可以获取高精度的天文数据,如大约18亿天体的位置、速度、光度和颜色等信息。

盖亚绘制的银河系三维地图

图片来源:欧洲航天局(ESA)

盖亚是什么?

盖亚是一项欧洲航天局于2013年12月09日的开始进行的任务,旨在绘制出所有可以用卫星的千兆像素摄像机捕捉到的天体的三维地图。千兆像素摄像机平均可以在一小时内捕捉超过三百万颗恒星!观测结果非常精确,对于像月球一样远的天体,盖亚可以观察到只有几厘米的运动。一支国际科研团队从这海量的观测数据中得到了一些具有科研价值的成果。从一个含有一百亿未知量的庞大系统中得到迭代解,这计算量让数个欧洲研究机构的超级计算机从2015年开始就马不停歇。其中,德雷斯顿工业大学的高性能计算机备受Klioner教授团队的追捧,这些计算机提出了许多临时的解决方案,这些方案最终给最新的盖亚产品带来了实质性的改进。

盖亚探测卫星

图片来源:欧洲航天局(ESA)

这些杰出的研究成果使得德累斯顿工业大学的科学家们得以发现一个非常有趣的现象:我们太阳系的加速运动。在天文学中,人们早已知道这样的加速运动会导致所有的天体发生一个缓慢而明显的位移,这种位移在测量的运动中应该作为一种全球模式而变得明显。然而,就那些临近的恒星而言,这个位移完全被我们银河系复杂的结构与动力学系统所遮盖。

只有对极为遥远的天体(如类星体)进行精确测量,才可以发现这个加速效应。遥远星系的这些亮度极高的核心被认为是固定在天球上不动的,它们也因此在天文学中被用作参照点。

图片显示了随机选择的由我们太阳系加速运动引起的3000个遥远的类星体的明显运动。每个类星体的箭头表明其加速方向。注意这些运动似乎汇聚于图片中央,也就是银河系中心的方向。背景显示了我们银河系和邻近星系的盖亚全天视图,这是基于最新发布的第三版盖亚目录中数据绘制的。

图片来源:ESA/Gaia/DPAC / CC BY-SA 3.0 IGO

有大约160万颗盖亚天体被德累斯顿工业大学的团队认定为类星体,现已作为盖亚特有的天体参照系公布。这些类星体清晰显示了预期中微小加速运动的运动模式,根据德累斯顿工业大学的结果,其加速度为0.23nm/s^2,这是首次通过光学观测得到这项发现。Klioner教授解释道:

以7%的相对精度测量太阳系的加速运动是一项非常重要的研究成果,同时,它也令人信服地证明了新数据的质量。通过盖亚得到的加速运动与理论预期相差很小,并且提供了许多关于太阳系在银河系引力场中运动的重要信息。”

预计下一次盖亚目录发布是在2022年上半年。考虑到现已发布的数据,我们无疑可以预期将会有大量高水平的研究成果。第二版盖亚目录自从2018年发布以来,可是平均每天5篇论文的产量呀!

德累斯顿工业大学已着手开展第四版盖亚目录的准备工作了,第四版盖亚目录将在2025年面世。德累斯顿工业大学的盖亚团队最迟将在2021年一月份得到这版目录的观测数据,待攻克的特别挑战与待挖掘的科学财宝,都蕴藏其中。

『天文湿刻』 牧夫出品

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月之眼

Zachery Cooley拍摄于美国犹他州拱门国家公园

END

责任编辑:郭皓存

牧夫新媒体编辑部

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