天文學(xué)家利用蓋亞望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了一個(gè)非凡的宇宙之謎：一個(gè)名為蛇夫座的巨大恒星家族打破了所有的規(guī)則。與典型的恒星兄弟姐妹們億萬(wàn)年來(lái)保持緊密聯(lián)系并一起漂移不同，蛇夫座的 1000 多顆年輕恒星正混亂而迅速地散布在銀河系中。
在銀河系中，恒星通常成群形成，本質(zhì)上就是恒星家族。這些恒星大約在同一時(shí)間、同一空間區(qū)域誕生。隨著時(shí)間的推移，它們逐漸遠(yuǎn)離誕生地，散布到整個(gè)星系。較小的恒星家族可能會(huì)完全解體，但較大恒星群中的恒星往往有著相似的運(yùn)動(dòng)軌跡，并且經(jīng)常會(huì)長(zhǎng)時(shí)間地一起運(yùn)行。
得益于蓋亞太空天文臺(tái)的數(shù)據(jù)，天文學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了許多這樣的恒星家族。蓋亞揭示了數(shù)十億年來(lái)一直保持連接的長(zhǎng)串恒星，繪制了有助于塑造早期銀河系的古老恒星流，并繪制了我們銀河系的恒星“全家福”。通過(guò)研究這些恒星群，科學(xué)家們不僅可以更好地了解恒星本身，還可以更好地了解銀河系更廣泛的歷史和演化。
這張全天星圖由歐洲航天局蓋亞任務(wù)創(chuàng)建并發(fā)布，包含超過(guò)18億顆恒星的數(shù)據(jù)。它展示了衛(wèi)星觀測(cè)到的恒星總亮度和顏色，并于2020年作為蓋亞早期數(shù)據(jù)發(fā)布3（Gaia EDR3）的一部分發(fā)布。圖中疊加的黃點(diǎn)表示超過(guò)1000顆年輕恒星的位置；這些恒星構(gòu)成了新發(fā)現(xiàn)的蛇夫座恒星群，它們很快就會(huì)完全脫離恒星孕育室，散布在整個(gè)銀河系中。蓋亞的光譜數(shù)據(jù)對(duì)蛇夫座恒星群的發(fā)現(xiàn)至關(guān)重要，它的行為方式與我們迄今為止所見(jiàn)過(guò)的其他恒星群都不同。圖片來(lái)源：ESA/Gaia/DPAC
奧菲翁（Ophion）：一個(gè)奇怪而短暫的恒星家族
如今，蓋亞發(fā)現(xiàn)了一個(gè)前所未見(jiàn)的恒星家族——一個(gè)由超過(guò)1000顆年輕恒星組成的龐大星群，其行為方式出乎意料。這個(gè)名為“蛇夫座”的恒星家族正在以遠(yuǎn)超尋常的速度分裂，而且分裂方式也出奇地混亂。
“蛇夫座充滿了即將以完全雜亂無(wú)章、毫無(wú)協(xié)調(diào)的方式?jīng)_出銀河系的恒星，這與我們對(duì)如此龐大的恒星家族的預(yù)期大相徑庭，”美國(guó)西華盛頓大學(xué) (WWU) 的迪倫·休森 (Dylan Huson) 說(shuō)道，他是這篇發(fā)現(xiàn)論文的主要作者?！案匾氖?，這只需要如此龐大的恒星家族通常分散所需時(shí)間的一小部分。這與我們之前見(jiàn)過(guò)的其他恒星家族都不一樣?！?/p>
歐空局的“蓋亞”任務(wù)通過(guò)精確繪制十億顆恒星的位置和運(yùn)動(dòng)，繪制了前所未有的銀河系三維地圖。其關(guān)鍵在于其雙望遠(yuǎn)鏡核心的十億像素?cái)z像頭。此動(dòng)畫(huà)演示了攝像頭的工作原理。圖片來(lái)源：歐空局
為了探索蛇夫座，迪倫和同事們開(kāi)發(fā)了一個(gè)新模型，用于探索蓋亞海量、無(wú)與倫比的光譜數(shù)據(jù)寶庫(kù)，并進(jìn)一步了解距離太陽(yáng)較近的年輕低質(zhì)量恒星。他們將這個(gè)名為“蓋亞網(wǎng)”的模型應(yīng)用于蓋亞第三次數(shù)據(jù)發(fā)布中帶來(lái)的數(shù)億顆恒星光譜。隨后，他們將搜索范圍縮小到年齡在 2000 萬(wàn)年以下的“年輕”恒星，蛇夫座脫穎而出。
“這是首次能夠?qū)⑦@樣的模型應(yīng)用于年輕恒星，因?yàn)橐蛊浒l(fā)揮作用，需要海量且高質(zhì)量的光譜觀測(cè)，”歐空局蓋亞項(xiàng)目科學(xué)家約翰內(nèi)斯·薩爾曼補(bǔ)充道?！澳軌蛲瑫r(shí)可靠地測(cè)量大量年輕恒星的參數(shù)仍然相當(dāng)新穎。這種大規(guī)模觀測(cè)是蓋亞真正前所未有的成就之一?！?/p>
另一個(gè)亮點(diǎn)是蓋亞任務(wù)如何通過(guò)其開(kāi)放數(shù)據(jù)政策為新的合作和跨學(xué)科科學(xué)創(chuàng)造機(jī)會(huì)。“蛇夫座”號(hào)探索團(tuán)隊(duì)的幾位成員都是計(jì)算機(jī)科學(xué)專(zhuān)業(yè)的本科生和研究生，他們利用蓋亞數(shù)據(jù)進(jìn)行創(chuàng)新，開(kāi)發(fā)了新的方法，這些方法現(xiàn)在為了解銀河系的恒星提供了新的視角。
問(wèn)題仍然存在：為什么 Ophion 的行為如此異常？
科學(xué)家們討論了幾種可能性。該恒星家族距離地球約650光年，靠近其他一些由年輕恒星組成的大型聚集體；多年來(lái)，這些巨大鄰居內(nèi)部的能量事件和相互作用可能對(duì)蛇夫座產(chǎn)生了影響。
還有跡象表明過(guò)去這里曾發(fā)生過(guò)恒星爆炸。這些超新星爆發(fā)可能將物質(zhì)從蛇夫座中帶走，導(dǎo)致其恒星的運(yùn)動(dòng)速度比以前更快、更不穩(wěn)定。
“我們不知道這個(gè)恒星家族究竟發(fā)生了什么，導(dǎo)致它有這樣的行為，因?yàn)槲覀円郧皬奈窗l(fā)現(xiàn)過(guò)類(lèi)似的東西。這真是個(gè)謎，”美國(guó)北佛羅里達(dá)大學(xué)的合著者瑪麗娜·孔克爾（Marina Kounkel）說(shuō)道。
令人興奮的是，它改變了我們對(duì)恒星群的認(rèn)知，以及尋找它們的方法。之前的方法通過(guò)將運(yùn)動(dòng)軌跡相似的恒星聚集在一起來(lái)識(shí)別恒星群，但蛇夫座A型恒星卻可能被漏網(wǎng)。如果沒(méi)有蓋亞提供的海量高質(zhì)量數(shù)據(jù)集，以及我們現(xiàn)在可以用來(lái)深入研究這些數(shù)據(jù)集的新模型，我們或許會(huì)錯(cuò)過(guò)恒星之謎的一大塊拼圖。
在耗費(fèi)十多年繪制星空?qǐng)D后，蓋亞于今年三月停止了觀測(cè)。這標(biāo)志著該航天器運(yùn)行的結(jié)束，但這僅僅是科學(xué)探索的開(kāi)始。未來(lái)幾年，預(yù)計(jì)蓋亞將有更多發(fā)現(xiàn)，并發(fā)布迄今為止規(guī)模最大的數(shù)據(jù)。（第四次數(shù)據(jù)發(fā)布計(jì)劃于2026年底發(fā)布，而蓋亞遺留數(shù)據(jù)發(fā)布計(jì)劃于2030年底之前發(fā)布）。
編譯自/ScitechDaily
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