Pe 19 decembrie 2013, Agenția Spațială Europeană (ESA) Gaia nava spațială s-a dus în spațiu cu una dintre cele mai ambițioase misiuni de până acum. Pe parcursul misiunii sale planificate de 5 ani (care a fost extinsă recent), acest observațional spațial ar fi mapat peste un miliard de stele, planete, comete, asteroizi și quasari pentru a crea cel mai mare și mai precis catalog 3D al Căii Lactee. creată.
Prima lansare a Gaia datele, care au avut loc în septembrie 2016, conțineau distanțele și mișcările a peste două milioane de stele. Dar a doua comunicare de date, care a avut loc pe 25 aprilie 2018, este și mai impresionantă. În comunicat sunt incluse pozițiile, indicatorii de distanță și mișcările a peste un miliard de stele, asteroizi din Sistemul nostru solar și chiar stele dincolo de Calea Lactee.
În timp ce prima comunicare de date s-a bazat pe o valoare de puțin peste un an de observații, noua versiune de date acoperă o perioadă de aproximativ 22 de luni - care a avut loc între 25 iulie 2014 și 23 mai 2016. Analiza preliminară a acestor date a scos la iveală amenda detalii despre 1,7 miliarde de stele pe Calea Lactee și cum se mișcă, ceea ce este esențial pentru a înțelege cum a evoluat galaxia noastră de-a lungul timpului.
Așa cum a explicat Günther Hasinger, directorul științei ESA, într-un comunicat de presă recent al ESA:
“Observațiile culese de Gaia sunt redefinirea bazelor astronomiei. Gaia este o misiune ambițioasă care se bazează pe o colaborare umană uriașă pentru a da un sens mare unui volum mare de date extrem de complexe. Demonstrează necesitatea unor proiecte pe termen lung care să garanteze progresul în știința și tehnologia spațială și să pună în aplicare misiuni științifice și mai îndrăznețe din următoarele decenii.“
Precizia de GaiaInstrumentele au permis măsurători atât de precise încât a fost posibilă separarea paralajei stelelor - deplasarea aparentă provocată de orbita Pământului în jurul Soarelui - de mișcările lor prin galaxie. Dintre cei 1,7 miliarde de stele catalogate, au fost măsurate și listate paralaxa și viteza (denumită mișcare corespunzătoare) de peste 1,3 miliarde.
Pentru aproximativ 10% dintre acestea, măsurătorile paralaxului au fost atât de precise încât astronomii pot estima direct distanțele cu stelele individuale. După cum a explicat Anthony Brown de la Universitatea Leiden, care este și președintele Comitetului executiv al consorțiului de prelucrare a datelor și analiză a datelor Gaia:
“A doua comunicare de date Gaia reprezintă un salt imens în ceea ce privește ESA‘s satelit Hipparcos, Gaia‘predecesorul și prima misiune spațială pentru astrometrie, care a studiat aproximativ 118 000 de stele în urmă cu aproape treizeci de ani… Numărul pur de stele, cu pozițiile și mișcările lor, ar face Gaia‘s catalog nou destul de uimitor. Există însă mai multe: acest catalog științific unic include multe alte tipuri de date, cu informații despre proprietățile stelelor și ale altor obiecte cerești, făcând această eliberare cu adevărat excepțională.“
Pe lângă mișcările corespunzătoare ale stelelor, catalogul oferă informații despre o gamă largă de subiecte care vor interesa astronomii și astrofizicienii. Acestea includ măsurătorile de luminozitate și culoare a celor aproape 1,7 miliarde de stele catalogate, precum și informații despre modul în care luminozitatea și culoarea se schimbă pentru o jumătate de milion de stele variabile în timp.
De asemenea, conține viteze de-a lungul liniei de vedere a șapte milioane de stele, temperaturile de suprafață de aproximativ 100 de milioane, iar efectul de praf interstelar are asupra a 87 de milioane. Datele Gaia conțin și informații despre obiecte din Sistemul nostru solar, care include pozițiile a 14.000 de asteroizi cunoscuți (care vor permite determinarea precisă a orbitelor lor).
Dincolo de Calea Lactee, Gaia a obținut măsurători mai exacte ale pozițiilor de o jumătate de milion de cvasi îndepărtate - galaxii luminoase care emit cantități masive de energie datorită prezenței unei găuri negre supermasive la centrele lor. În trecut, cvasarii au fost folosiți ca cadru de referință pentru coordonatele cerești ale tuturor obiectelor din Gaia catalog bazat pe undele radio.
Cu toate acestea, aceste informații vor fi acum disponibile pentru lungimea de undă optică pentru prima dată. Acest lucru și alte evoluții făcute posibile de către Gaia, ar putea revoluționa modul în care studiem galaxia noastră și Universul. După cum au indicat Antonella Vallenari, de la Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), Observatorul Astronomic din Padova, Italia și președintele adjunct al Comitetului executiv al consorțiului de prelucrare a datelor:
“Noile date Gaia sunt atât de puternice încât rezultatele captivante sunt doar la noi. De exemplu, am construit cea mai detaliată diagramă a stelelor Hertzsprung-Russell realizată vreodată pe cerul complet și putem observa deja câteva tendințe interesante. Se pare că inaugurăm o nouă eră a arheologiei galactice.“
Diagrama Hertzsprung-Russell, care poartă numele celor doi astronomi care au conceput-o la începutul secolului XX, este fundamentală pentru studiul populațiilor stelare și evoluția acestora. Pe baza a patru milioane de stele care au fost selectate din catalog (toate rezistând la cinci mii de ani lumină de la Soare), oamenii de știință au putut dezvălui multe detalii fine despre stele dincolo de Sistemul nostru solar pentru prima dată.
Împreună cu măsurătorile vitezei lor, diagrama Gaia Hertzsprung-Russell permite astronomilor să distingă între populațiile de stele care au vârste diferite, sunt situate în diferite regiuni ale Căii Lactee (adică discul și halo), și cele formate în diferite moduri. Acestea includ stele care se mișcă rapid, despre care se credea că aparțin anterior halo-ului, dar fac parte din două populații stelare.
„Gaia va avansa foarte mult înțelegerea Universului la toate scările cosmice”, a spus Timo Prusti, un om de știință al proiectului Gaia la ESA. „Chiar și în vecinătatea Soarelui, care este regiunea pe care am crezut că am înțeles-o mai bine, Gaia dezvăluie caracteristici noi și interesante.”
De exemplu, pentru un subset de stele în câteva mii de ani-lumină de Soare, Gaia și-a măsurat viteza în toate cele trei dimensiuni. Din aceasta, s-a stabilit că urmează un model similar cu stelele care orbitează galaxia la viteze similare. Cauza acestor tipare va fi subiectul cercetărilor viitoare, deoarece nu este clar dacă este cauzată de galaxia noastră în sine sau sunt rezultatul interacțiunilor cu galaxii mai mici care s-au contopit cu noi în trecut.
Ultimul, dar nu cel din urmă, Gaia datele vor fi utilizate pentru a afla mai multe despre orbitele a 75 de grupuri globulare și 12 galaxii pitice care se rotesc în jurul Căii Lactee. Această informație va arunca o lumină suplimentară asupra evoluției galaxiei noastre, a forțelor gravitaționale care o afectează și a rolului jucat de materia întunecată. După cum a spus Fred Jansen, managerul misiunii Gaia la ESA:
“Gaia este astronomie la cele mai fine. Oamenii de știință vor fi ocupați cu aceste date timp de mulți ani și suntem gata să fim surprinși de avalanșa de descoperiri care vor debloca secretele Galaxiei noastre.“
A treia versiune de Gaia datele sunt programate să aibă loc la sfârșitul anului 2020, catalogul final fiind publicat în anii 2020. Între timp, o prelungire a fost deja aprobată pentru Gaia misiune, care va rămâne în funcțiune până la sfârșitul anului 2020 (care va fi confirmată la sfârșitul acestui an). O serie de lucrări științifice care descriu ceea ce a fost învățat din această ultimă versiune vor apărea, de asemenea, într-un număr special al articolului Astronomie & Astrofizică.
De la evoluția stelelor la evoluția galaxiei noastre, a doua Gaia Comunicarea datelor se dovedește deja a fi o binefacere pentru astronomi și astrofizicieni. Chiar și după încheierea misiunii, ne putem aștepta ca oamenii de știință să analizeze în continuare datele și să învețe mult mai multe despre structura și evoluția Universului nostru.
