蓋亞(ya)空間望(wang)遠(yuan)鏡是歐(ou)洲航(hang)天局(ESA)的(de)空間望(wang)遠(yuan)鏡,于(yu)2013年(nian)12月(yue)19日在(zai)(zai)法(fa)屬圭亞(ya)那成功發(fa)射升空,飛往距地(di)球150萬公(gong)里的(de)拉格朗(lang)日L2點。該(gai)點是太陽和(he)地(di)球引力的(de)平衡(heng)點之(zhi)一,在(zai)(zai)太陽與地(di)球連線外側,由于(yu)背對(dui)太陽受干擾較(jiao)少,適合安放太空望(wang)遠(yuan)鏡等(deng)空間探測設備(bei)。蓋亞(ya)空間望(wang)遠(yuan)鏡將觀測銀河系(xi)(xi)中約10億顆(ke)恒星的(de)位置和(he)運動,繪制迄今(jin)最精確的(de)銀河系(xi)(xi)三維地(di)圖,并幫(bang)助解(jie)答有關銀河系(xi)(xi)起源和(he)演(yan)化的(de)問(wen)題(ti)。
蓋亞空間望遠鏡于(yu)2013年12月19日在圭亞那太空中(zhong)心使用聯盟(meng)號運(yun)載(zai)火箭發射(she)升空。已(yi)抵達地球(qiu)軌道的L2拉(la)格朗日點附近以利薩(sa)如軌道運(yun)行。
蓋亞空間(jian)望(wang)遠(yuan)鏡將(jiang)反復掃(sao)描(miao)天(tian)空,平均每(mei)隔5年(nian)有70次(ci)觀測10億顆(ke)恒(heng)(heng)星內的(de)每(mei)顆(ke)恒(heng)(heng)星。蓋亞不僅把恒(heng)(heng)星的(de)位置(zhi)和運動(dong)繪制成圖,還將(jiang)測量每(mei)顆(ke)恒(heng)(heng)星的(de)關(guan)鍵物理性質,例如亮度、溫(wen)度和化學成分等。為實現目標,蓋亞太空望(wang)遠(yuan)鏡將(jiang)緩慢轉(zhuan)動(dong),讓它的(de)2部(bu)望(wang)遠(yuan)鏡掠過整個(ge)天(tian)空,然后(hou)讓這些望(wang)遠(yuan)鏡各個(ge)部(bu)分的(de)光同時聚焦在一部(bu)數(shu)碼相機上。
確(que)定(ding)一(yi)顆(ke)恒(heng)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)度,這是確(que)認恒(heng)星(xing)(xing)距離的(de)(de)(de)(de)(de)(de)必要(yao)(yao)條件。恒(heng)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)視(shi)差是少數(shu)不需要(yao)(yao)透過物理假設(she)得(de)(de)(de)知恒(heng)星(xing)(xing)距離的(de)(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)式(shi)(shi)(shi)之(zhi)一(yi),而(er)地(di)面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)望遠(yuan)(yuan)鏡因為大(da)(da)氣層擾(rao)動(dong)和(he)儀(yi)器誤差而(er)無(wu)法得(de)(de)(de)到(dao)足夠精(jing)確(que)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)視(shi)差量(liang)(liang)測(ce)(ce)結果。觀(guan)(guan)測(ce)(ce)光(guang)度最微弱的(de)(de)(de)(de)(de)(de)天(tian)(tian)(tian)體可以使恒(heng)星(xing)(xing)光(guang)度模(mo)式(shi)(shi)(shi)更加(jia)完整。所有天(tian)(tian)(tian)體到(dao)達一(yi)定(ding)亮度時都必須被量(liang)(liang)測(ce)(ce)以獲(huo)得(de)(de)(de)無(wu)偏差的(de)(de)(de)(de)(de)(de)樣本(ben)。必須要(yao)(yao)有大(da)(da)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)觀(guan)(guan)測(ce)(ce)對象以解釋恒(heng)星(xing)(xing)演(yan)化中(zhong)較(jiao)快速(su)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)階(jie)段。觀(guan)(guan)測(ce)(ce)銀(yin)河系中(zhong)大(da)(da)量(liang)(liang)天(tian)(tian)(tian)體對于了(le)(le)解銀(yin)河系的(de)(de)(de)(de)(de)(de)動(dong)力學(xue)模(mo)式(shi)(shi)(shi)也(ye)相當重(zhong)要(yao)(yao),要(yao)(yao)注意的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是,10億顆(ke)恒(heng)星(xing)(xing)仍不到(dao)銀(yin)河系總恒(heng)星(xing)(xing)數(shu)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)1%。對恒(heng)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)天(tian)(tian)(tian)體測(ce)(ce)量(liang)(liang)和(he)觀(guan)(guan)測(ce)(ce)恒(heng)星(xing)(xing)在銀(yin)河系中(zhong)運動(dong)狀態(tai)是了(le)(le)解各種恒(heng)星(xing)(xing)分布(bu)模(mo)式(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)必要(yao)(yao)方(fang)式(shi)(shi)(shi),由(you)其是較(jiao)遠(yuan)(yuan)處恒(heng)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。
可(ke)(ke)對超(chao)過10億顆恒星進(jin)行天文測(ce)(ce)(ce)量,可(ke)(ke)觀(guan)(guan)測(ce)(ce)(ce)最暗恒星為V波段視(shi)星等20等。確(que)認(ren)恒星的(de)(de)位置,依恒星表面顏色的(de)(de)不同,V波段10等恒星的(de)(de)精(jing)(jing)確(que)度(du)(du)可(ke)(ke)達(da)7μas,相(xiang)當于在1000公里以外(wai)測(ce)(ce)(ce)量一根頭發的(de)(de)直徑(jing);15等時(shi)精(jing)(jing)確(que)度(du)(du)約(yue)(yue)12到25μas,20等時(shi)則是100到300μas。確(que)認(ren)距(ju)離(li)地球(qiu)最近(jin)(jin)恒星的(de)(de)距(ju)離(li)誤差約(yue)(yue)0.001%。而(er)距(ju)離(li)地球(qiu)約(yue)(yue)3萬光年(nian),接(jie)近(jin)(jin)銀河系(xi)中心的(de)(de)距(ju)離(li)誤差20%。量測(ce)(ce)(ce)4000萬顆恒星的(de)(de)切向速(su)度(du)(du)精(jing)(jing)確(que)度(du)(du)預期至少0.5km/s。精(jing)(jing)確(que)量測(ce)(ce)(ce)1000顆系(xi)外(wai)行星的(de)(de)軌道和軌道傾角,并(bing)以天文測(ce)(ce)(ce)量法確(que)認(ren)行星的(de)(de)真實質量。蓋亞任務其他(ta)相(xiang)關于基(ji)礎物(wu)理的(de)(de)觀(guan)(guan)測(ce)(ce)(ce)則有偵測(ce)(ce)(ce)阿爾伯特·愛因(yin)斯坦廣義(yi)相(xiang)對論(lun)預測(ce)(ce)(ce)的(de)(de),光因(yin)為太陽重力場(chang)而(er)彎曲的(de)(de)程度(du)(du);因(yin)此(ci)可(ke)(ke)以直接(jie)觀(guan)(guan)測(ce)(ce)(ce)時(shi)空的(de)(de)結構。