Γαία: Χαρτογραφώντας ένα δισεκατομμύριο αστέρια του Γαλαξία. Gaia's billion-star map hints at treasures to come

To Gaia (καλλιτεχνική απεικόνιση) κινείται σε απόσταση 1,5 εκατ. χιλιομέτρων από τη Γη και σαρώνει τον ουρανό με δύο τηλεσκόπια καθώς περιστρέφεται. Η μεγαλύτερη απογραφή ουράνιων σωμάτων θα προσφέρει νέα γνώση για τη δημιουργία και εξέλιξη του Μίλκι Ουέι. Artist's impression of Gaia mapping the stars of the Milky Way. Credit: ESA/ATG medialab; background: ESO/S. Brunier

Είναι η μεγαλύτερη και ακριβέστερη απογραφή ουράνιων σωμάτων μέχρι σήμερα, ένας άθλος που θα προσφέρει νέες γνώσεις για τη δημιουργία και την εξέλιξη του Γαλαξία: οι υπεύθυνοι του ευρωπαϊκού διαστημικού τηλεσκοπίου Gaia παρουσίασαν την Τετάρτη το πρώτο τμήμα ενός τρισδιάστατου χάρτη με ένα δισεκατομμύριο άστρα.

Ο προκαταρκτικός χάρτης του Γαλαξία περιέχει κενά που θα συμπληρωθούν τα επόμενα χρόνια. An all-sky view of stars in our Galaxy – the Milky Way – and neighbouring galaxies, based on the first year of observations from ESA’s Gaia satellite, from July 2014 to September 2015. This map shows the density of stars observed by Gaia in each portion of the sky. Brighter regions indicate denser concentrations of stars, while darker regions correspond to patches of the sky where fewer stars are observed. Credit: ESA/Gaia/DPAC

«Το Gaia βρίσκεται στην αιχμή της Αστρονομίας, χαρτογραφώντας τον ουρανό σε ακρίβεια που παρέμενε ανέφικτη ως σήμερα» καμαρώνει ο Αλβάρο Χιμένεθ, διευθυντής Επιστήμης στην ευρωπαϊκή διαστημική υπηρεσία ESA.

Τα δεδομένα που δόθηκαν στη δημοσιότητα δίνουν την ακριβή θέση στον ουρανό και τη φωτεινότητα 1,142 δισεκατομμυρίων άστρων. Για περίπου δύο εκατομμύρια από τα άστρα αυτά, το διαστημικό τηλεσκόπιο προσδιόρισε επίσης την απόσταση και την φαινόμενη κίνηση στον ουρανό.

Θα χρειαστούν χρόνια μέχρι να ολοκληρωθεί η αποστολή του Gaia, ήδη όμως ο όγκος των δεδομένων είναι τόσο μεγάλος ώστε η ESA ζητά τη βοήθεια του κοινού για την ανάλυσή τους: όλες οι μετρήσεις είναι διαθέσιμες στο νέο πόρταλ Gaia Archive.
 
H παρουσίαση της πρώτης δόσης δεδομένων συνοδεύεται εξάλλου από 15 επιστημονικά άρθρα που δημοσιεύονται σε ειδικό τεύχος της επιθεώρησης Astronomy & Astrophysics.

To Gaia εκτοξεύτηκε το 2013 και κινείται σε απόσταση 1,5 εκατομμυρίων από τη Γη. Περιλαμβάνει στην πραγματικότητα δύο τηλεσκόπια που προβάλλουν την εικόνα σε μια κάμερα του ενός gigapixel.

Το animation της ESA δείχνει πώς το Gaia σαρώνει τον ουρανό. A visualisation of how Gaia scanned the sky during its first 14 months of operations, between July 2014 and September 2015. The oval represents a projection of the celestial sphere, with different portions of the sky gradually appearing, according to when and how frequently they were scanned by Gaia. Credit: ESA/Gaia/DPAC; Acknowledgement: B. Holl (University of Geneva, Switzerland), A. Moitinho & M. Barros (CENTRA – University of Lisbon), on behalf of DPAC

To ένα δισεκατομμύριο άστρα που θα χαρτογραφήσει το Gaia αντιστοιχούν μόλις στο 1% των άστρων του Μίλκι Ουέι, παρόλα αυτά η αποστολή θεωρείται τεχνικός άθλος. Για την ανάλυση του πρώτου σετ δεδομένων εργάστηκαν συνολικά 450 επιστήμονες και προγραμματιστές από 20 ευρωπαϊκές χώρες, ανάμεσά τους και η Ελλάδα.

Μέχρι σήμερα, ο ακριβέστερος τρισδιάστατος χάρτης άστρων του Γαλαξία ήταν αυτός που δημιουργήθηκε από την ευρωπαϊκή αποστολή Hipparcos τις δεκαετίες του 1980 και 1990, και περιλάμβανε μόλις 100.000 άστρα.

Για να προσδιορίσουν την απόσταση και την κίνηση των πρώτων δύο εκατομμυρίων άστρων, οι ερευνητές συνδύασαν τα νέα δεδομένα του Gaia με τα δεδομένα του Hipparcos. Μπόρεσαν έτσι να διαχωρίσουν την «ιδία κίνηση» των άστρων, δηλαδή τη μετατόπισή τους στον ουρανό αποκλειστικά λόγω της κίνησής τους σε σχέση με τον Ήλιο, από τη λεγόμενη «παράλλαξη», η οποία οφείλεται μόνο στην κίνηση της Γης γύρω από τον Ήλιο. Αυτό επέτρεψε τον υπολογισμό της πραγματικής ταχύτητας των άστρων στον Γαλαξία.

A virtual journey, from our Solar System through the Milky Way, based on data from the first release of ESA’s Gaia satellite. The journey starts by looking back at the Sun, surrounded by its eight planets. We then move away from the Sun and travel towards and around the Hyades star cluster, the closest open cluster to the Solar System, some 150 light-years away. The 3D positions of the stars shown in the animation are drawn from the Tycho-Gaia Astrometric Solution (TGAS), which combines information from Gaia’s first year of observations with the earlier Hipparcos and Tycho-2 Catalogues, both based on data from ESA’s Hipparcos mission. This new dataset contains positions on the sky, distances and proper motions of over two million stars. It is twice as precise and contains almost 20 times as many stars as the previous reference for astrometry, the Hipparcos Catalogue. The journey continues showing the full extent size of the stars contained in the Tycho-Gaia Astrometric Solution, all relatively near to the Sun, in the overall context of our Milky Way galaxy. The final Gaia catalogue will contain the most detailed 3D map ever made of the Galaxy, charting a billion stars – about 1% of the Milky Way’s stellar content – to unprecedented accuracy. Credit: ESA/Gaia/DPAC; Acknowledgement: S. Jordan & T. Sagristà Sellés (Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg)

Με την ολοκλήρωση της χαρτογράφησης του Gaia, οι αστρονόμοι θα έχουν μια ακριβέστερη εικόνα για τη σημερινή δομή του Γαλαξία, και θα μπορούν να υπολογίσουν τις θέσεις ενός δισεκατομμυρίου άστρων στο μακρινό παρελθόν και το μακρινό μέλλον.

Και η μελέτη της εξέλιξης του Μίλκι Ουέι θα προσφέρει νέα στοιχεία για την εξέλιξη των γαλαξιών γενικά αλλά και του ίδιου του Σύμπαντος. Η αποστολή έχει ωστόσο και μια επιπλέον χρησιμότητα, καθώς το Gaia θα χαρτογραφήσει επίσης εκατοντάδες χιλιάδες αστεροειδείς του Ηλιακού Συστήματος, οι οποίοι θα μπορούσαν δυνητικά να απειλήσουν τη Γη.

Πηγή: http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/Gaia/Gaia_s_billion-star_map_hints_at_treasures_to_come