利用遥远的恒星，追踪太阳系的小行星，不愧是欧空局的老盖亚

欧空局盖亚卫星空间天文台是一项雄心勃勃的任务，通过对超过10亿颗恒星进行高精度测量，构建我们银河系的三维地图。然而，在绘制遥远恒星地图的旅途中，盖亚正在给离我们太阳系家更近的一个领域带来革命性变化。通过精确绘制恒星图，盖亚卫星正在帮助天文学家追踪“丢失”的小行星。利用恒星发现小行星：盖亚卫星通过重复扫描整个天空来绘制银河图。

在盖亚卫星任务过程中，对其超过10亿颗目标恒星中的每一颗都进行了大约70次观察，以研究它们的位置和亮度是如何随着时间的推移而变化。这些恒星离地球如此之远，以至于它们在图像之间的运动非常小，因此盖亚必须如此精确地测量它们的位置，才能注意到其中的不同之处。然而，有时盖亚卫星发现发出微弱的光源，从天空某一区域的一幅图像移动到下一幅图像，甚至在消失之前只在一张图像中被发现。

要如此快速地穿过盖亚的视野，这些物体必须位于离地球更近的地方。通过对照已知太阳系天体的目录检查这些天体位置，这些天体中的许多都是已知小行星。然而，其中一些被确认为是潜在的新探测，然后由天文学团体通过太阳系天体盖亚卫星后续网络进行跟踪，通过这一过程，盖亚卫星成功发现了新的小行星。这些直接的小行星观测对太阳系科学家来说很重要。

然而，盖亚卫星对恒星位置的高度精确测量，为小行星追踪提供了更具影响力的间接好处。当我们观察小行星时，会观察它相对于背景恒星的运动，以确定它的轨迹，并预测它未来的位置。这意味着我们越是准确地知道恒星的位置，就越能可靠地确定一颗小行星从它们前面经过的轨道。在与欧洲南方天文台(ESO)的合作下，研究团队参与了一项针对TC4的观测活动。

TC4是一颗定于经过地球的小行星，不幸的是，自从2012年首次发现这颗小行星以来，随着它从地球上退去，它变得越来越微弱，最终变得看不到。在即将到来的观测任务中，它将出现在天空中的什么地方并不为人所知。小行星可能出现的天空区域，比望远镜一次可以观测到的区域要大。因此，天文学家必须找到一种方法来改进对小行星位置的预测。

研究人员回顾了2012年最初发现的观测，盖亚卫星后来对图像背景中一些恒星的位置进行了更准确测量，用这些来更新数据分析小行星轨迹，并预测它将出现在哪里。研究人员用盖亚卫星的数据，把望远镜对准了预测的天空区域，第一次尝试就发现了TC4小行星，真是出乎意料。下一个研究目标是精确测量小行星的位置，但在新图像中，可供参考的恒星很少。

旧星表中列出的恒星有17颗，盖亚测量的新恒星只有4颗，所以用这两组数据都进行了计算。未来，当这颗小行星被其他团队多次观测，它的轨道也更为人所知时，很明显，研究只用4颗盖亚恒星进行的测量，比用17颗恒星进行的测量要准确得多，这真的很令人惊讶。同样的技术正在应用于从未“丢失”的小行星，使研究人员能够使用盖亚卫星的数据，比以往任何时候都更准确地确定它们的轨迹和物理性质。

这有助于天文学家更新小行星种群模型，并加深我们对小行星轨道如何发展的理解，例如，通过测量微妙的动力学效应，这些效应在将小型小行星推入，可能看到它们与地球相撞的轨道方面发挥了关键作用。为了对其他恒星位置进行如此精确的测量，盖亚与我们太阳有着复杂的关系，盖亚卫星绕日地系统的第二个拉格朗日点L2运行。这个位置让太阳、地球和月亮都在盖亚身后：

能让盖亚卫星在不受它们干扰的情况下，观察天空的很大一部分。盖亚卫星也处于均匀的热辐射环境中，经历了稳定的温度。然而，盖亚卫星不能完全落入地球的阴影中，因为航天器仍然依赖太阳能。由于围绕L2点的轨道不稳定，小的扰动可能会积聚起来，并看到航天器走向日食。盖亚卫星在欧空局位于达姆施塔特的ESOC任务控制中心。

飞行控制团队负责修正航天器的轨迹，使其保持在正确的轨道上，远离地球的阴影，他们确保盖亚卫星仍然是有史以来最稳定和最准确的航天器之一。

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银河系中似乎存在某种不平衡。在一项新研究中，天文学家发现银河系中出现了奇特的气体过剩现象。利用美国国家航空航天局哈勃太空望远镜10年的数据，天文学家团队得出结论，进入银河系的气体要多于离开银河系的气体。不过，对于这种气体进入和逸出的显著不平衡，研究团队还没有找到背后的原因。

研究人员使用的是哈勃宇宙起源频谱仪的数据。该仪器的作用是研究吸收或发射光的物体，并确定它们的温度、化学组成、速度和密度等方面的信息，从而研究宇宙大尺度结构的起源、星系的形成和演化，以及恒星、行星与冷星系介质的起源。有了宇宙起源频谱仪，研究人员就可以观察和跟踪星系中气体的运动：当气体远离银河系时，其颜色看起来更红；当气体靠近银河系时，红移和蓝移效应会使其看起来就会更蓝。

研究人员发现，进入银河系的蓝色气体比离开银河系的红色气体要多。虽然研究人员还没有找到这种不平衡的根源，但他们认为可能是以下三种原因之一造成的。

首先，天文学家认为这些多余的气体可能来自星际介质。其次，研究人员在一份声明中称，银河系正在利用引力从邻近较小的星系中吸取气体。此外，这项研究只考虑了较冷的气体，研究人员认为，较热的气体可能也与这种不平衡有关。

超新星和恒星风等事件会把气体从银河系的星系盘中推出来，导致气体离开银河系。与此相反，当气体进入银河系后，将有助于新恒星和行星的形成。因此，气体的流入和流出之间的平衡对于调节恒星等天体在银河系中的形成非常重要。

研究报告的作者之一、德国波茨坦大学的菲利普里希特在声明中说：详细研究我们所处的星系，可以为了解整个宇宙中的星系提供基础。我们已经认识到，银河系要比我们想象的复杂得多。这项研究的结果将发表在近期的《天体物理学杂志》上。

银河系与仙女座星系的碰撞

一项研究表明，银河系保持目前形态的时间可能会比一些天文学家认为的更久一些。根据一项基于欧洲盖亚任务太空望远镜的观测结果，银河系将在45亿年后，与螺旋星系仙女座星系之间发生大规模碰撞。此前一些天文学家曾预测，这场碰撞可能会更早发生，时间大约是39亿年后。

盖亚任务科学家Timo Prusti 没有参与这项研究，但他表示，这一发现对我们理解星系如何演化和相互作用至关重要。盖亚任务于2013年12月启动，目的是帮助研究人员创建有史以来最好的银河系三维地图。目前，盖亚任务已经精确监测了大量恒星和其他宇宙天体的位置和运动，该团队的目标是在任务周期内追踪超过10亿颗恒星。

盖亚任务关注的大多数恒星都在银河系，但也有一些位于邻近星系。在这项研究中，研究人员追踪了银河系、仙女座星系和三角座星系中的一些恒星。研究小组成员表示，这些邻近的星系距离银河系约250万到300万光年，有可能发生相互作用。

我们需要从三维视角来探索星系的运动，以揭示它们如何成长和演化，以及是什么创造并影响了它们的特征和行为，研究第一作者、美国空间望远镜科学研究所的Roeland van der Marel在声明中说，我们利用盖亚任务发布的第二套高质量数据做到了这一点。他指的是盖亚任务在2018年4月发布的一组数据。

研究人员表示，这项工作确定了仙女座星系和三角座星系的旋转速度，这是以前从未做过的。利用盖亚任务的观测数据，以及对档案信息的分析，研究小组绘制出了仙女座星系和三角座星系在过去历史中的移动轨迹，并预测它们在未来几十亿年里可能的移动方向。

研究团队的模拟结果显示，仙女座星系和银河系相撞的时间要迟于原先预期，并表明这将是一次侧面碰撞而不是正面碰撞。由于恒星之间的距离非常之远，因此太阳系被星系合并破坏的可能性非常低。不过，对于45亿年后地球上的任何生物来说，这次撞击肯定会让夜空变得分外绚烂。

盖亚任务的主要设计目的是绘制银河系内的恒星地图，但这项研究表明，这个空间望远镜正在超越人们的预期，可以为我们了解银河系以外星系的结构和动态提供独特的见解。盖亚任务对这些星系运动的观测时间越长，测量结果就会越精确。这项研究发表在2019年2月的《天体物理学杂志》上。

值得一提的是，仙女座星系并不是银河系撞击的下一个星系：最近的一项研究表明，大麦哲伦云和银河系将在大约25亿年后合并。不过，大麦哲伦云本身就是银河系卫星星系中最亮、质量最大的一个，与银河系之间有一个相互作用的桥。大麦哲伦云的质量远小于银河系，因此在穿过银河系的过程中，有可能面临被银河系撕碎的命运。事实上，围绕银河系的卫星星系有100多个，它们任何一个都有可能穿过银河系，甚至从太阳系附近穿过。幸运的是，这样的碰撞发生概率很小，而且很可能是擦肩而过，而不是小行星撞击地球那样的硬碰撞。

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宇宙学家卡尔·萨根曾经说过那样一句话“我们的一切都是由星屑组成的”。对于银河系我们人类确实非常渺小，这样一个“庞然大物”有这许多的神秘之处。

让我们一起来看看宇宙中那些好看又神奇的星云（星球）吧！

玫瑰星云

玫瑰星云——令人惊叹的宇宙花，被称为玫瑰星云。玫瑰星云Rosette Nebula，在天文上却有个不那么浪漫的命名NGC 2237。 横跨5200光年， 大约有2500个新生恒星驻留在这个华丽的星云中，更多的恒星正从它的宇宙尘云中继续形成。

5200光年，是不是很浪漫呢？

猫眼星云

最容易辨认的星云之一——猫眼星云Cat’s Eye Nebula。天文编号NGC 6543，位于天龙座，其是距离地球3000光年的行星状星云。没错，它不是恒星状星云，而是行星状星云。而且，它还是人类天文史上第一个被发现的行星状星云。

这是被誉为星云结构最复杂之一

心状星云

心状星云（Heart Nebula），又名心脏星。心脏星云距离地球约7500光年，位于银河系英仙臂，在天球上位于仙后座。这个发射星云内有炽热的气体和黑暗的尘埃带。它看起来像人的心脏。心脏星云所散发的明亮红光，来自它最主要的成分——氢。泛红的辉光与轮廓，都是由星云中心的一小群恒星所造成。

“无论你失落失望，永远记得有一颗心在为你闪亮。”