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M31的颜色视图(仙女座星系)，M32(一个卫星星系)显示在左下方。图片版权：Terry Hancock.
欧洲航天局(ESA)的盖亚任务是一个雄心勃勃的项目。在2013年12月发射后，这个太空天文台的目的是测量10亿个天体的位置和距离——包括恒星、太阳系外行星、彗星、小行星、甚至类星体。由此天文学家们希望能创造出宇宙有史以来最详尽的三维空间目录。
2016年第一批Gaia数据(基于其在太空的前14个月)发布。从那时起科学家们就一直在研究原始数据，以获得更清晰的图像，这些图像是由太空任务所研究的邻近恒星和星系。根据盖亚的数据，最新发布的图像包括大麦哲伦星云(LMC)、仙女座星系和三角星系的照片。
Gaia数据的第一个目录包含了14.2亿颗恒星的信息，包括它们在夜空中的精确位置和它们各自的亮度。这些恒星中的大部分都位于银河系，但很好的一部分来自于我们之外的星系，其中大约有1000万属于LMC。这个位于约166 000光年之外的卫星星系的质量大约是银河系的1 / 100。
大麦哲伦云图。图片版权：ESA/Gaia/DPAC
上图显示的是由盖亚探测器所获得的合成数据。左边的图像是由Gaia探测到的恒星的总密度绘制而成的，显示了LMC中恒星的大规模分布。这幅图像还描绘了LMC的螺旋臂的范围，并布满了明亮的圆点，这些光点代表着微弱的星群。
另一方面，右边的图像揭示了LMC和它的恒星的其他方面。这幅图是由LMC中的辐射通量绘制的，由最亮和最大的恒星所控制。这使得LMC的bar可以更清晰地定义，也可以显示出恒星形成的单个区域——像30多朵花，在图片的星系中心上方可见。
下一组图像(如下所示)是利用Gaia任务的前14个月的数据得出的，描述了两个附近的螺旋星系——仙女座星系(M31)和它的邻居三角星系(M33)。仙女座星系位于250万光年之外，是我们附近最大的星系，比我们的星系略大。在大约40亿年的时间里，它还将与银河系合并。
与此同时三角星系是银河系的一小部分(估计有五百亿颗恒星)，距离我们稍远一点，比仙女座星系离我们稍远——大约280万光年远。与LMC图像一样，左边的图像基于恒星的总密度，并显示所有类型的恒星，而右边的图像基于每个星系的辐射通量，主要表现为恒星群的明亮末端。
仙女座星系。图片版权：ESA/Gaia/DPAC
右边图片的另一个好处是，它们标明了最强烈的恒星形成的区域。多年来，天文学家已经知道LMC拥有大量的恒星形成活动，形成恒星的速度是银河系的5倍。与此同时仙女座星系在过去的20亿年里已经达到了恒星形成的近乎不活跃的程度。
相比之下，三角座星系仍然显示出恒星形成的迹象，其速率大约是仙女座星系的4倍半。由于盖亚图像显示了恒星形成的相对速率，从辐射通量和亮度的升高，这些不同的仙女座，三角和LMC的表现非常漂亮。
更重要的是，通过分析像LMC，Andromeda,Triangulum这样的外部星系中单个恒星的运动，我们可以了解更多关于这些星系内恒星的整体旋转的信息。也有可能确定星系本身的轨道，它们都是更大的结构的一部分，被称为局部组。
银河系是这片区域的一部分，直径约1000万光年，估计有12.9亿太阳质量。而这仅仅是更大的室女座星系团中的众多星系中的一个。测量恒星和星系围绕这些更大的结构的轨道是决定宇宙演化的关键，宇宙是怎样形成的，就像今天和它的方向一样。
Triangulum星系(M33)，基于Gaia任务汇编的数据。图片版权：ESA/Gaia/DPAC
最近一个国际天文学家团队试图利用宇宙流量调查来实现这一目标。这些研究是在2011年到2016年间进行的，计算了邻近星系的距离和速度。通过将这些数据与其他距离估计数据和星系重力场的数据配对，他们能够在过去的130亿年里，在1亿光年里绘制出1400个星系的运动。
在LMC的案例中，另一组天文学家最近试图利用第一个Gaia释放的数据子集——tychog - Gaia天体测量溶液(TGAS)来测量其轨道。结合额外的视差和来自Hipparcos任务的适当运动数据，研究小组能够识别出LMC中的29颗恒星，并测量它们的正确运动，然后用它们来估算星系的旋转。
盖亚对LMC和小麦哲伦云(SMC)的观察在研究造父变星和RR Lyrae变量方面也很重要。多年来，天文学家们已经指出，这些恒星可以被用来作为我们以外星系的宇宙距离的指示器。此外天文学家在Gaia数据处理和分析联盟(DPAC)上进行了数百个LMC可变恒星的测试，以验证首次发布的数据。
天文学家正急切地等待着定于2018年4月发布的第二次盖亚数据。这也将包括恒星距离的测量以及它们在天空中的运动，预计将揭示更多关于我们的星系和它的邻居。但与此同时，在第一次发布中仍有大量的发现被发现，科学家们预计将在未来的许多年里忙于这项工作。
知识：科学无国界，博科园-科学科普
参考：ESA
作者：Matt Williams
内容：“博科园”判定符合今主流科学
来自：Universe Today
编译：中子星
审校：博科园
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