绘制宇宙“地图”

撰文｜约翰·马特森（John Matson）

翻译｜王栋

想在太空遨游，一张宇宙“地图”必不可少。借助天文测绘得到的天体“地图”，我们不仅可以了解自己在宇宙中的确切位置，还可以获得数十亿个恒星和星系的详细位置。而随着更多新一代望远镜投入使用，天体“地图”的精度还将大幅度提高。

就像测绘员通过测量角度、距离和海拔来对一块土地进行绘图一样，天文学家长期以来也在为宇宙中的天体绘制能标明其位置的“地图”。

这些“地图”很快将迎来一次精度更高的改版。随着使用地面望远镜或探测飞船进行的太空观测活动越来越多，我们将获取许多新的细节。将所有这些研究项目汇总，我们将得到数十亿个恒星和星系的详细位置信息。

下一代空间望远镜“欧几里得”将通过为期6年的太空扫描，为多达20亿个星系绘制三维“地图”。这项任务由欧洲空间局批准，望远镜原计划于2020年发射升空。“欧几里得”将扫描大约三分之一的太空，以测量其中星系的位置和距离。人们希望，通过了解宇宙结构分布能够找到关于暗能量性质的某些线索。暗能量是驱动宇宙加速膨胀的关键，但至今人们还未能观测到。

于2013年发射的欧洲空间局“盖亚号”探测器，可以实现对局部天体图的显著改进。在抵达远超月球轨道的深空后，“盖亚号”探测器将为约10亿颗恒星绘制标明位置和距离的天体图。“‘盖亚号’的主要科学目标是解决我们银河系的结构和动力学问题。”欧洲空间局“盖亚号”项目的项目科学家蒂莫·普鲁斯蒂（Timo Prusti）解释。

同时在地面上，许多新的测量项目也在南半球纷纷上马。那里的天体图“绘图员”期待，他们得到的结果将能提供重要信息。作为参照，位于北半球的、所有天文测绘项目的“老前辈”——美国的斯隆数字化巡天项目已经详细绘制了超过100万个星系的三维“地图”，除此以外它还取得了许多其他成就。

“盖亚号”探测器将为约10亿颗恒星绘制三维天体位置图。

最有可能改写南半球天体测绘纪录的望远镜是位于智利的大口径全天巡视望远镜（LSST）。预计它于2022年投入使用后，将拥有一面8.4米口径的主镜（与之相比，斯隆数字化巡天使用的是2.5米望远镜），以及一部32亿像素的照相机。这部巨型望远镜将通过对太空每周一次的拍照来捕捉持续时间很短的现象，例如超新星爆发和有潜在威胁的近地小行星飞掠。在这一过程中，它还将为约40亿个星系标注三维坐标。