“银河系中的所有物质都在对每颗恒星施加引力,而这种引力决定了恒星移动的速度,”德布鲁因说。“因此,通过测量恒星的运动,你还可以探测银河系中的物质分布。这对于弄清楚银河系如何连接在一起非常重要。”
与银河系中恒星分布有关的挥之不去的不确定性之一是银河系标志性的螺旋结构。天文学家大多同意银河系有四个旋臂,即从银河系中心散发出的密集扭曲的恒星和气体流。但围绕这些旋臂存在不少争论:天文学家仍在争论各个旋臂的大小和突出程度,以及它们在银河系圆盘中的确切位置。新数据可能有助于更清晰地揭示螺旋结构。
“利用我们现在拥有的天体物理参数,我们可以直接为特定的科学案例创建恒星样本,”De Bruijne 说。“我们知道旋臂主要由年轻的恒星组成。它是恒星形成的地方。因此,借助新数据,我们可以观察例如不超过 1 亿年的恒星。” (以恒星计算,1亿年是婴儿期。相比之下,我们的太阳是46亿年,将在50亿年后死亡。)
再一次,盖亚不仅看到了今天的旋臂;它允许天文学家模拟武器在过去和未来的演变。
荷兰莱顿大学天文学家、盖亚数据处理和分析联盟主席安东尼·布朗利用这些新数据,将能够将目光从太阳看得更远,从而直接对星系旋臂的更大部分进行采样,告诉 Space.com。尽管如此,了解整个银河系仍将是一项挑战。
3、银河系的“童年”发生了什么?
盖亚测量使天文学家能够进行他们所谓的“银河考古”。通过重建数百万颗恒星的轨迹,他们可以了解数十亿年前发生在遥远过去的事件。这些事件涉及与其他星系的灾难性碰撞,至今仍可以在星系中观察到其涟漪。
早期 Gaia 数据发布中最著名的发现之一是与一个名为Gaia Enceladus的较小星系的碰撞,这发生在 80 亿至 110 亿年前。那时的银河系比今天要小得多,在吞噬了更小的入侵者时,它经历了相当大的剧变。布朗说,与盖亚土卫二的碰撞是银河系在其暴力童年时期“经历的最后一次重大合并”。他希望借助新的数据集,天文学家将能够更深入地回顾银河系的历史,并追踪一些更早的碰撞。
“我们已经看到一些作者试图追溯超过 100 亿年前的银河系形成的最初迹象,大约 12 [00 亿] 或 130 亿年前,”布朗说。“有了新版本,我们应该能够做得更好,这要归功于我们将发布的天体物理信息。现在我们知道了恒星的年龄和化学成分,我们可以弄清楚事件发生的时间顺序发生了,我们也可以看到星星最初是从哪里来的。”
直到今天,银河系仍在吞噬更小的星系。模型显示,围绕银河系外围运行的两个被称为大麦哲伦星云和小麦哲伦星云的矮星系有朝一日将被银河系完全吞噬。布朗说,其他矮星系的残余物可以在盖亚数据中以散布在银河系光晕上 的恒星流的形式进行追踪。
就像它从剧烈的碰撞中出现一样,银河系总有一天会死于暴力。大约 45 亿年后,银河系将与它最近的大型银河系邻居仙女座星系相撞。预计这次碰撞将发生在太阳死亡的大约同一时间,因此人类不太可能在附近看到它。布朗说,事实上,新的盖亚数据发布可能会为这一灾难性事件提供一些启示。