今年秋天，盖亚宇宙飞船将发射升空，其任务是找出银河系的恒星来自哪里。我采访了隆德天文台的两位天文学家，他们参与了航天器的设计，还有一位天文学家希望利用航天器的数据来计算银河系恒星形成的时间和地点。另外，我听说有一项新技术被用来研究其他恒星周围行星的大气层是由什么组成的，还有关于最近一次伽马射线爆发的观测，这有助于我们解开引发这些奇怪宇宙现象的原因。
在这一集里
其他恒星周围的行星
埃克塞特大学的凯瑟琳·惠特森和汉娜·韦克福德
20年前，天文学家发现了第一个直接证据，证明许多
夜空中的恒星周围都有行星。但直到最近，我们对这些星球的样子知之甚少。不过，通过一种叫做透射光谱学的技术，天文学家现在开始发现一些线索，了解这些行星的大气层是由什么组成的。多米尼克·福特(Dominic Ford)采访了埃克塞特大学的凯瑟琳·惠特森(Catherine Huitson)，她解释说，这项技术依赖于等待行星从它们的主星前面经过，然后研究通过它们大气层过滤的光线。
我们使用的是一种叫做透射光谱学的技术，这种技术已经使用了大约10年了。所以，它的作用是当你看到行星从恒星前面经过，就像最近的金星凌日一样，你实际上可以看到星光通过大气层被过滤，特定元素和分子的特征吸收线被印在过滤后的光谱上。所以，我们用它来寻找这些行星大气中不同的化学物质。
多米尼克:所以从本质上讲，通过观察有什么颜色的光穿过并被行星的大气层吸收，你就可以开始计算出大气层是由什么组成的。
凯瑟琳:是的。这就是为什么本质上，我们知道我们期望看到什么，然后我们寻找这些特定波长的吸收，告诉我们这些化合物是否存在于大气中。
多米尼克:我想，考虑到行星通常比恒星小得多，当行星凌日时，你看到的光的衰减非常小，要得到被吸收的光的光谱肯定非常困难。
是的，我们正在研究木星大小的行星。我们观察的是热木星，所以它们比木星大一点，有点蓬松，而且它们离恒星很近，所以我们能看到一个很大的信号。所以，这就是为什么我们还不能看到类地行星。因此，我们仍在开发能够做到这一点的技术。所以，我们要寻找的是，我们试着选择目标或行星，它们非常大，绕着非常小的恒星运行，所以当行星走到恒星前面时，光线变暗是很大的。
多米尼克:因为这些行星像你说的那样是浮肿的，我猜那里有更多的大气层来吸收光线，而地球的大气层在它的表面是相当薄的一层。
凯瑟琳:是的，因为它们离恒星很近，所以它们被加热，所以它们的体积就变大了。因此，由于这个原因，我们看到的特征非常大。本质上，大气是膨胀的。
多米尼克:你用什么仪器来测量这些?
凯瑟琳:我们正在使用哈勃太空望远镜，我们正在使用从光学到红外的光谱仪。
多米尼克-我想每个人都感兴趣的分子是水因为很明显，水是生命所必需的分子。你找到证据了吗?
我们已经发现了水以蒸汽形式存在的证据，因为这些行星非常热，所以不可能是液态水，但我们已经看到了水的特征。所以，这很有趣，因为我们已经看到了我们所期望的特征，而在以前的行星上，观测表明这个特征是微弱的。这就像地球被云层覆盖，你只能看到部分特征。所以，很有趣的是，在这颗行星上，我们实际上看到了我们所期望的特征，所以到目前为止，我们研究的行星有惊人的多样性，这就是我们做这个调查的原因，试图了解行星是否不同，以及为什么不同。
多米尼克:我们还请来了来自埃克塞特大学的汉娜·韦克福德。汉娜，关于这些行星的环境我们还知道些什么?
汉娜·w -这真是个奇怪的世界。它们实际上是潮汐锁定在恒星上的，这意味着行星的一面一直面对着恒星的热量和辐射。这意味着这颗行星白天的一面非常非常热，高达1500开尔文。我们实际上通过透射光谱学观察到的是它的边缘，也就是行星周围的大气层边缘，是行星白天和黑夜之间的桥梁。所以，我们也在研究这两者之间不同的温度范围。我们看到的这些水的特征实际上比在这些行星的白天一侧测量到的稍微冷一些，这是另一个非常非常有趣的结果，看看风是如何，这些行星上不同的环境是如何将热量从白天一侧传递到寒冷的夜晚一侧的。
多米尼克:所以，除了它们的质量和大小之外，我们对这些系外行星的了解程度令人着迷。我们真的开始了解这些星球是什么样的，但它们不是很像地球的星球。你暗示你想把这项技术应用到更类似于我们自己星球的地方。那会有多困难呢?
汉娜·w -你说得对。这些都不是适宜居住的星球。你不会想去那里度假的。因此，为了使这项技术向前发展一点，我们真的需要进一步发展这项技术。但是我们所做的实际上是在为我们理解这些分子，观察这些指纹奠定基础。如果我们能在像热木星这样大的行星上理解它们，那么它们的特征就会非常清晰，因为大气层是如此的广阔。我们真的可以改进技术，直到我们可以自信地说，当我们发现了这些其他行星，我们有更好的仪器来观察它们，我们知道它们的特征是什么。我们从之前的研究中得到了证据，我们知道我们在寻找什么，我们就在这里。
多米尼克-我想每个人都感兴趣的分子是像氧这样的分子，它们是生命的生物示踪剂。你觉得我们离探测到它们还有多远?
汉娜·w·-氧是特别不同的一种，这很困难，因为它的波长范围取决于特征的强度。由于这一特征的强度，它与其他分子相比非常小。要找到氧气本身是相当困难的。但我们可以寻找的是这些大气中的不平衡。所以，哪里有二氧化碳或其他分子，比如水，哪里有更多的甲烷，哪里有我们所期望的不平衡。这就说明这些不同的分子是由某种物质产生的而不是自然产生的。
多米尼克:凯瑟琳，你一直在用哈勃太空望远镜进行这些观测。我想要更进一步，你会使用专门建造的天文台吗?
凯瑟琳:是的，所以希望詹姆斯·韦伯很快就会飞上太空，特别是在红外和近红外波段，我们希望在那里能看到水和甲烷等特征。这应该会很有希望。
多米尼克-汉娜，有人说要专门建造观测站来观测行星的光谱。我特别想到达尔文。这些任务看起来很快就会实现吗?
汉娜·w -很不幸，达尔文死了。它不在身边。我们并没有执行这个任务，但是总会有讨论，每隔几年就会有一些建议，你可以提出这些不同的望远镜的想法。我们去太空做这些真的很重要，所以这意味着更高的成本和更高的风险。所以，是的，有些事情正在进行中，但当然，太空任务提案是在未来的很多年里提出的。开普勒望远镜从84年到2009年才被观测到，所以看看这个空间。我们一定会有的。
绘制银河系
伦纳特·林德格伦和大卫·霍布斯，隆德天文台
我们有越来越多的证据表明，夜空中的许多恒星都有行星
围绕着它们旋转，但恒星本身是从哪里来的呢?我们的星系，银河系，是由大约1000亿颗恒星组成的，夜空中所有最亮的恒星都是这个大家庭的一部分。但银河系的恒星是何时何地形成的呢?回答这个问题的第一步是了解它们在太空中的分布。多米尼克·福特采访了瑞典隆德天文台的伦纳特·林德格伦，该天文台正在研究一种新的太空望远镜，该望远镜将绘制银河系的地图。
Lennart - Gaia是一颗旨在调查银河系中大约10亿颗恒星的卫星，它的主要结果之一将是确定其中许多恒星的距离，这样我们就能得到银河系真正的三维地图。
多米尼克:天文学家面临的问题是，虽然他们可以非常精确地测量夜空中恒星的投影，但要知道它们离我们有多远却要困难得多。盖亚科学家使用的技术依赖于地球每年绕太阳公转。正如Lennart的同事David Hobbs解释的那样，就像你从一边到另一边点头一样，这使得判断恒星的距离成为可能，根据它们在一年中从一边到另一边移动的程度。
大卫:所以基本上，地球每年只绕太阳转一次，我们的卫星当然在地球周围的某个地方。通过观察附近的恒星，你会发现它们在7月的时候在一个位置，然后如果你在1月观察它们，你会发现它们已经移动到另一个位置。如果你真的这么做了，你可以在视频中做，你会看到它在天空上画出一个漂亮的椭圆形然后这个椭圆形的角度给你视差测量值你可以用一个简单的公式把视差转换成距离。
Lennart -所以，在盖亚工作的5年里，恒星将会看到一个微小的来回摆动，这取决于它们的距离。离恒星越近，这种摆动就越大。所以，通过测量这个小角度，我们可以得到到恒星的距离。
多米尼克:所以，这些星星在天空中来回点头。考虑到这些恒星离我们有多远，我想这种运动一定很小。
伦纳特:是的，当我们播放这种摇晃的视频时，当然，我们把它夸大了10万倍，这就是为什么你需要一个非常精确的卫星来做这些测量。
多米尼克-在瑞典和丹麦，利用恒星的视差来确定它们距离的技术有着悠久的历史。这个想法是400多年前由丹麦天文学家第谷·布拉赫提出的，他证明了他在1572年看到的超新星是一个天文物体，而不是当时其他天文学家认为的地球大气中的天气现象。
伦纳特:是的，没错。他用这种方法证明了1572年发现的新恒星，斯特拉新星实际上比月球更远这在当时是一个革命性的发现。200年来，我们一直在用这种方法来测量恒星的距离，当然，这要困难得多，因为恒星比月球远，视差会变得非常小。例如，当我们想要测量到星系另一端恒星的距离时，这些恒星非常非常遥远。视差变得非常小，因此很难测量，这就是为什么我们现在还不能做。
多米尼克-第谷在1572年就用彗星做了这个实验。我们第一次能够测量恒星的视差是什么时候?
伦纳特-第一次，真正成功或令人信服的恒星视差测量是由弗里德里希·威廉·贝塞尔在1838年完成的。他当时在德国哥尼斯堡工作。他测量了到天鹅座61号恒星的距离。这是天文史上一个真正的突破因为几个世纪以来，天文学家一直试图测量视差，而这是第一次令人信服的视差探测。
多米尼克-盖亚又加了什么?我想，在太空中，你不会受到地球大气层的扭曲。
伦纳特:是的，没错。这很重要。大气一直是精确视差测量的障碍，直到1989年，欧洲航天局发射了第一颗用于从太空测量视差的卫星——喜巴谷卫星，它做得很好，精度约为千分之一角秒。但只适用于大约10万颗恒星，而且只有那些离太阳很近的恒星。有了盖亚，我们想要测量更多的恒星和更多遥远的恒星，因此，我们需要更精确的测量。
David - Gaia的精度是Hipparcos的100到1000倍，仅仅是因为采用了新的仪器，但测量原理基本相同。如果你想到喜巴谷并绘制出喜巴谷可以看到的尺度比如在星系顶部的太阳型恒星你会发现喜巴谷只能看到非常局部的区域。它基本上是星系中的一个小点。它肯定不会比把笔粘在纸上大多少。但是如果你用盖亚，你会发现盖亚可以探测到的相同类型的恒星是非常遥远的。对于类似太阳的恒星，盖亚大概可以看到8千秒差距，精度在10%到20%之间。这在天体测量学中被认为是非常好的。但是对于非常明亮的恒星，盖亚可以直接看到整个星系。
多米尼克-我们经常听说系外行星是通过它们的引力被发现的，引力导致恒星来回摆动。我想还有很多其他的现象你必须要区分这种摆动形式。
大卫-当然了。所以，我们所做的就是建立模型来描述光线应该如何进入望远镜。你必须考虑到很多事情。当然，以光速为例，这就是所谓的罗默修正必须被纳入时间测量中。就像我提到的，有视差抖动，还有，太阳系中的光偏转。所以，你必须有一个广义相对论的模型它是一个非常精确的模型。它肯定比盖亚的最终位置更精确。所以，我们必须有一个微弧秒相对论模型。
多米尼克:所以，问题是太阳系中的天体因为它们的引力场而使光线弯曲。
大卫:是的，当然，你必须考虑到这一点，当然，例如太阳与太阳呈90度角，你仍然会得到4000微弧秒的光弯曲。所以，这是一个巨大的影响。所有的测量都必须考虑到太阳的光偏转。你通常也要考虑木星的光偏转，因为木星也是一个非常大的天体。有趣的是，你还必须考虑地球和月球，或者你应该考虑地球和月球因为地球和月球的光偏转非常微弱，但它们离盖亚很近，已经有150万公里远了。所以，你也应该考虑到这一点。当然，其他行星也有一些影响。我们实际上使用了盖亚的测量值，我们把盖亚的所有测量值放在一起我们试着用它来测试，盖亚是否告诉我们爱因斯坦是对的。关于盖亚的重点是，我们有这么多的测量方法，我们认为我们可以根据广义相对论和爱因斯坦的理论，对光的偏转进行最精确的测试。
多米尼克:显然，从自然历史的角度来看，把我们在夜空中看到的星星的距离编目是很有趣的。从科学上讲，我们能从目录中得到什么?
伦纳特:嗯，首先，它可以给我们一张银河系结构的详细地图。当我们在夜空中看到它时，我们只有一个星系的二维图像。因此，获得第三维度对于理解银河系的大尺度结构非常重要。但是，各个恒星之间的距离也非常重要。为了了解它们的物理特性，你需要知道恒星的距离，将天空中的亮度转化为恒星的真实亮度，并获得它们的物理特性。所以，所有的天文学都将从这些信息中受益。
多米尼克:这个结构能告诉你我们的星系是如何形成的，它是如何进化的，它是从哪里来的吗?
Lennart -这是盖亚的科学目标之一，试图了解我们银河系的历史。人们认为，像我们这样的大星系部分是由许多被我们的星系吞噬的小星系组成的。它们只是落入了我们的星系，也许有可能确定哪些恒星来自过去不同的星系，因此，了解一些星系是如何形成的历史。
多米尼克-盖亚要发射了，是今年11月还是12月?现在发生了什么?
Lennart -目前，卫星正在进行飞行验收审查，这意味着负责组装卫星的工程师和科学家要检查一切是否正常。看起来它就在那里，所以它将在11月发射，希望是12月。
大卫-盖亚今天准备出发了。只要把它运到南美，然后就可以发射了。所以，它必须分成两部分飞下来——遮阳板和航天器分开，因为遮阳板太大了。在法属圭亚那没有储存设施，所以它必须在到达那里后或多或少地安装好，并做好准备。一架安东诺夫的俄罗斯飞机预定在7月把它送到那里，然后他们被告知，“不，你们不能去。”问题是，一些正在发射的GPS卫星发生了冲突。因为这场冲突，盖亚被向后推了一点。所以，我们现在被推迟了两个月，直到11月或12月。在11月或12月有一个发射窗口，这或多或少是由月球的位置决定的。你不会发射到月球上去。 So, we have certain dates where we can launch and we've now been assigned this new launch date from the 17th从11月到5日th12月。希望到时候它能走，因为飞船就在那里，所有的测试都完成了。它真的准备好飞了。目前，人们只是在对飞船进行最后时刻的监控。
多米尼克-一旦升空，我们还要多久才能得到科学数据。
大卫:是的，第一件事，它必须被送入一个转移轨道，到达距离地球150万公里的L2拉格朗日点。当它飞出去时，遮阳板将被打开。宇宙飞船正在最终冷却。所以，一旦遮阳板打开，它实际上可以进行测量，但这些测量可能会非常糟糕，因为航天器的终端冷却需要一个月左右的时间。同样，转换过程需要一个月左右的时间，但人们实际上会开始测量，因为你越早得到一些东西，即使它非常不准确，你就可以开始用它来测试你的数据缩减方案。
多米尼克:我们什么时候能期待第一个科学结果出来?
Lennart -一些初步结果将在发射后2年左右得出，但这不会很准确。所以，随着它积累了更多的数据并进行了处理，我们将得到更准确的结果，所有天文学家都希望的最终结果将在2021年左右出现。所以，这是一个很长的等待时间。
中子星碰撞时会发生什么?
与莱斯特大学的Nial Tanvir合作
伽马射线暴是出现在夜空中的强烈辐射，通常会在几秒钟内再次消失。尽管它们是在40多年前首次被发现的，但天文学家们仍然对它们的成因进行了激烈的争论。但是，莱斯特大学的尼尔·坦维尔教授本周在《自然》杂志上撰文称，他发现了强有力的证据，证明至少有一些爆发是由中子星或黑洞之间的碰撞引发的……
Nial -所以，伽马射线爆发是在20世纪60年代被军事卫星发现的，这些卫星被送入轨道寻找可能在太空中进行的秘密核爆炸。他们没有看到这些，而是发现了伽马射线的闪光，据他们所知，高能辐射来自太阳系之外的某个地方。我们随后发现的是它们实际上来自其他星系，似乎有很多不同种类的高能强大机制可以产生这些伽马射线的闪光。
多米尼克-那我们怎么去观察它们呢?这基本上就是太空中的盖革计数器吗?
Nial -这是一个很好的描述。所以，这些伽马射线形式的光，因为它们是高能量的辐射，光的光子，光的小粒子的行为或多或少像你可能从放射性物质中得到的粒子。所以，如果你在宇宙飞船上放一个探测器来探测这些东西，它们确实会探测到每一个到达的光子。现在，这种技术的棘手之处在于，试图判断伽马射线来自哪里因为你往往得不到很好的方向信息。你倾向于排序记录光子已经到达。所以，必须有一系列的尝试使用其他望远镜来精确定位，直到最终，我们确定了我们感兴趣的每个伽马射线暴的确切位置。
多米尼克:在本周的《自然》杂志上，你谈到了你在6月份观察到的一个特殊的伽马射线暴。我认为令人惊讶的是，它在最初爆发后很快就消失了。你有什么惊喜吗?
这是所谓的短时间伽马射线爆发。经过几十年的研究，我们了解到的一件事是伽马射线暴有很多不同的类型，我们认为它们的起源非常不同，尽管它们看起来非常相似。所以，短时间的爆发，最初的伽马射线闪光可能只持续不到一秒，这就是6月份发生的情况。在那之后，虽然这是一次非常明亮的爆发，但它确实很快就消失了。所以，在最初的伽马射线闪光之后，我们在所有伽马射线爆发中看到的是一种缓慢下降的余烬，我们称之为余辉，我们在不同种类的光中看到它，包括光学和红外线，无线电和x射线，或者基本上是整个电磁波谱。
在这种情况下，余辉显然很快就消失了，这并不奇怪。这是我们经常看到的行为范围。但特别的是我们在9天后用哈勃太空望远镜再次观测到了伽马射线爆发的位置。考虑到余辉消失得如此之快，从某种意义上说，我们本以为那时什么也看不见。但事实上，在我们用哈勃望远镜拍摄的红外照片中，我们确实看到了一些光。当然，我们已经预料到这可能是事实，因为人们推测产生短时间伽马射线爆发的过程也可能产生一种长时间的放射性余辉，除了正常的余辉之外，我们称之为千新星。
多米尼克-那么，我们怎么知道是什么导致了天空中的闪光呢?
我们看到的伽马射线暴有很多不同的子类别我们最常看到的是所谓的“长时间伽马射线暴”它们似乎是由某种核心坍缩超新星产生的。这是一颗生命即将结束的大质量恒星。燃料耗尽后，重力开始作用于它，在很短的时间和空间内，整个物体坍塌。似乎在这样做的过程中在某些情况下，它会产生一种物质射流当恒星坍缩时，这种射流会以非常快的速度喷射出去，非常接近光速。如果我们碰巧从喷流的轴线向下看，我们就会看到这个闪光，这就是持续时间很长的伽马射线暴。
现在，在我们现在谈论的短时间伽马射线爆发的情况下，我们认为的机制是它们非常不同，我们再想想，我们确实有一个喷流，但它是由合并产生的-两颗所谓的中子星的合并。中子星是密度极高的物体。事实上，它们是由其他超新星爆炸的残留物形成的。中子星的质量相当于太阳的质量，被压缩成一个城镇大小的球，也就是说，直径只有几英里。所以，你得到了一个非常密集的物体，这是我们所知道的宇宙中除了黑洞之外密度最大的物体我们的想法是，如果你有两个中子星在彼此的轨道上然后它们的轨道逐渐衰减，直到最终两个物体相互碰撞。这可以释放出巨大的能量。再一次，通过我们不太了解的机制，似乎可以产生超快的喷射物质，在这种情况下，产生短时间的伽马射线暴。
多米尼克-那么，伽马射线爆发的持续时间很短是因为你有两个非常紧密的物体，它们融合得非常快，可能形成一个黑洞，它会非常迅速地吸收任何可能形成余辉的物质。
Nial -这或多或少是完全正确的。因此，最终的合并事件的自然时间尺度非常短，实际上比一秒短得多。因此，整个过程，能量释放发生得非常快，因此，似乎有可能导致持续时间短的闪光。从新的观测中得到的额外成分是千新星光，人们认为这种光是由这两颗中子星在经历最后的死亡螺旋时产生的当它们相互靠近时，它们中一定数量的物质被抛到太空中。它从每颗恒星上被扯下来，扔到太空中，因为它是一种密度很高的物质，一旦它离开中子星本身，它只占恒星总质量的很小一部分。但是一旦它被从中子星中剥离出来，它就会迅速膨胀形成这种放射性物质球我们相信正是这些被抛出的物质的放射性导致了9天后的辐射。
这个千新星的发现带来了一个非常有趣的可能性，那就是，宇宙中某些元素的起源一直是个谜，尤其是我们所说的重元素，那些有大而重原子的元素。这当然包括我们非常熟悉的元素，比如黄金和铂金。这些元素我们还没有真正解释它们为什么会存在于宇宙中，长期以来人们一直认为它们可能是由超新星产生的。另一方面，这是非常困难的，而合并中子星的类型，我已经描述过，看起来正是那种地方，这些元素应该大量产生。所以，可能所有的，比如说你珠宝里的黄金都起源于这样一个事件，在太阳系形成之前，在我们银河系附近的某个地方，两颗新的前沿恒星合并，将大量的重元素喷射到银河系的气体云中，气体云随后坍塌，形成了太阳系和地球，以及我们今天看到的一切。
在银河系做考古
我是隆德天文台的Sofia Feltzing
Sofia Feltzing用地面望远镜进行调查
补充从盖亚发回的数据。她希望将对恒星年龄的最佳估计与它们在星系中的位置以及它们如何移动的地图结合起来，以寻找可能具有共同起源的恒星群。她告诉多米尼克·福特，虽然盖亚非常擅长测量恒星在天空中移动的速度，但它并不擅长告诉我们恒星是在靠近还是远离我们。
索非亚:所以，为了看到恒星在银河系中的三维运动，而不仅仅是在天空中，我们需要三维的速度。我们可以在地面上做得很好。今天的视向速度可以非常非常精确地探测到围绕其他恒星旋转的行星，而且精确度非常高。因此，这些要求很容易被现有的地面望远镜和仪器所满足。然而，即使技术有了，你需要的光谱仪的类型还没有。你需要能够一次拍摄1000个光谱，或者多达3000个，覆盖天空的几平方度。所以，一次发射几个卫星。你可以通过建造新的光谱仪来做到这一点。
多米尼克:所以，你看着这些光谱，通过寻找红移的光谱特征，计算出恒星沿着视线移动的速度。
索菲亚:没错，我们看星星的时候不叫红移。我们只是说它们在速度上移动了。我的意思是，我们总是谈论红移因为星系在远离我们，但恒星可能在向你移动。在宇宙中，星系是分开运动的，但在星系中，事物以许多不同的方式运动。所以，你有一组光谱特征，你将测量它们相对于实验室波长的变化。
多米尼克:一旦你有了围绕太阳运行的恒星的庞大目录以及它们是如何运动的，你能从这个目录中学到什么科学知识?
索非亚:所以，重要的事情不仅仅是在太阳周围，我们正在寻找。那是喜巴谷卫星。依巴谷卫星正在观测，我的意思是，像类太阳恒星这样的矮星距离太阳只有100秒差距。现在，盖亚将以同样高的精度看到20倍或更多的类太阳恒星。所以，像太阳这样的所谓的G矮星在距离我们2000秒差距的时候仍然是非常明亮的盖亚术语也就是我们到银河系中心距离的四分之一。所以，我们可以看到像太阳这样的恒星，几乎可以看到银河系的中心，知道它们在天空中的位置以及它们是如何运动的。但这并不是我们能从光谱中得到的唯一东西。
所以基本上，你要做的就是把恒星发出的光分成它的波长，就像在太阳光前放一个棱镜，你会看到所有的颜色。这就是我们在摄谱仪上所做的，但你可以用非常高的分辨率来做，所以你看到的最小的元素实际上只有一埃那么一点点。也许你从太阳上看到过，如果你把彩虹中的光分开，那里有黑暗的区域，有黑色的线条。这些是太阳光谱中的吸收线，因为在恒星的外层大气中有铁、氧和碳等元素。每种元素都有其独特的吸收谱。从这些吸收谱线，我们可以计算出一颗恒星中给定元素的含量。
矮星的美丽之处在于，像太阳一样的恒星，它们存活的时间很长，没有发生什么事情。他们太无聊了。对于那些喜欢研究恒星的行为和演化的人来说，这些恒星并不是很令人兴奋。他们真的很无聊。但它们非常好，因为它们的外层大气中什么都没有发生。我的意思是，在中心有核燃烧但是大多数时候你不会注意到它在表面。因此，如果你能测量出这颗恒星外层大气中有多少铁，氧，碳，铬和钛，你就能得到这颗恒星形成的气体成分的样本。
Dominic -我猜你真正想知道的是这些恒星的年龄如果它们变化不大，确定它们的年代肯定很困难。
索菲亚:对。所以，是的，有很多方法可以确定恒星的年龄，但这一切都与我们了解恒星的演化有关。这些恒星被认为是很好的，因为当你把它们放在特定的图表上时，它们有明显的特征;当我们有了恒星演化模型和温度，比如恒星的质量，你就能知道它的年龄了。
可能会有相当大的误差，这很大程度上取决于确切的恒星。像太阳这样的恒星可以追溯到10亿年宇宙有130亿年我们发现的最古老的恒星至少有100亿年左右。现在，有更进化的恒星，所谓的红巨星，你可以很好地确定它们的年代有两颗卫星，库鲁和开普勒，他们研究的是很小的一片天空，不像盖亚要研究整个天空。他们正在研究特定的区域，但他们得到了非常好的天文地震学数据。因此，他们将能够非常非常准确地测定数据恒星的年龄，并将这些数据与盖亚的数据结合起来，他们也将对恒星演化模型施加非常严格的约束。但是我们会很高兴有非常大的恒星样本，我们可以在10亿年内确定年龄，因为这样我们就可以看到星系的更大属性是如何随着距离银河系中心的距离而变化的。不再只是观察太阳附近的事物，而是观察离银河系中心一定距离的事物是如何变化的。
多米尼克:一旦你有了这些恒星的位置，它们如何运动，它们是什么类型的恒星的目录，我想这就告诉了你银河系的历史，这些恒星是什么时候形成的，在哪里形成的。
索菲亚:所以，我们的想法是，所有这些都是一种拼图游戏的一部分，你想把它们拼在一起。这有点像考古学，你把一个花瓶的碎片捡起来，掸掉它们身上的灰尘，然后你发现它们是一体的。可能会有一些缺失，但你可以猜到它们是什么样子的。
所以在过去，人们经常研究银河系或恒星的动力学，它们是如何运动的，为什么会这样运动，或者它们的年龄和元素丰度。但我们真的需要更多地把这些结合起来即使我们知道它在离太阳很近的地方是什么样子，在几百光年之内，我们知道它在星系中心的样子，在光晕里的样子，我们对中间的情况知之甚少实际上，盖亚将会有所帮助。
当涉及到星系化学演化或星系演化时，我们一直在推断的很多东西都是历史上从太阳系附近收集到的，那是银河系很小很小的一部分，它真的能告诉我们关于全局特性的信息吗?现在，当涉及到所有这些基于地面的后续工作时，我们需要——正如我所说的——建造新的仪器。尽管有些仪器已经可以做到这一点。
因此，我和欧洲其他大约300名天文学家一起，参与了一个名为盖亚ESO调查的项目。所以，盖亚是盖亚，ESO是欧洲南方天文台，它拥有并与15个不同的国家合作，智利的巴拉那拉西拉和阿尔玛天文台。在那里，我们使用火焰摄谱仪，一次拍摄大约100多个恒星的光谱。对于这个目的，它不是完美的，但它相当不错。它看到的是很小的一片天空，所以我们想要一个视野更大的东西，因此，这个提议是ESO实际上已经接受了这个提议建造一个全新的机器来一次测量几千个光谱。这被称为“最重要”，计划在Vista巡天望远镜上进行。现在，盖亚ESO正在进行调查。我们的目标是10万颗恒星，我们已经观测了一年半，进展顺利。我们正在进行数据分析，并开始撰写第一篇论文。
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