利用 Gaia 进行微角秒天体测量：太阳系、银河系及更远宇宙

Gaia 是欧洲空间局 (ESA) 的一颗全天、高精度天体测量与测光卫星，计划于 2010-2011 年发射。其主要任务是研究我们银河系的组成、形成与演化。Gaia 将测量天空中所有亮于 V=20 的天体（共计十亿颗恒星、星系、类星体和太阳系天体）的视差和自行。它将在 V=15 时达到 10 微角秒的天体测量精度——相当于在 1 kpc 处达到 1% 的距离精度。借助 Gaia，数千万颗恒星的距离测量精度将达到百分之几或更高。与 Hipparcos 相比，这在目标数量、精度和极限星等方面都有数个数量级的提升。Gaia 还将测量亮于 V~17 的源的红移速度。为了表征这些天体，每个天体都通过星载 CCD 相机在 15 个中宽带测光波段进行观测。凭借这些能力，Gaia 将在广泛的天体物理学课题中取得重大进展。这些课题包括恒星族的详细运动学图谱、恒星结构与演化、数千个系外行星系统的发现与表征，以及大尺度上的广义相对论检验。我概述了该任务、其运行原理以及预期的科学贡献。对于后者，我简要介绍了宇宙尺度递增的五个领域：太阳系、系外行星、星团与星协、银河系结构以及河外天文学。