Gaia stworzyła piękne mapy gwiazd w Drodze Mlecznej

We wtorek opublikowany został drugi zestaw danych zebranych przez sondę kosmiczną Gaia. Wysoce precyzyjne pomiary umożliwiły skatalogowanie prawie 1,7 miliarda gwiazd i tysięcy asteroid w Układzie Słonecznym. Dzięki temu, naukowcy są w stanie lepiej poznać naturę Drogi Mlecznej i jej najbliższego, nieustannie zmieniającego się otoczenia.

Misja rozpoczęła się w 2013 roku, kiedy to sonda Gaia została wystrzelona w przestrzeń kosmiczną na pokładzie rakiety Sojuz-STB, która dostarczyła ją na orbitę transferową. W pierwszej połowie stycznia 2014 roku, obserwatorium dotarło na docelową orbitę wokół punktu libracyjnego L2, w odległości 1,5 miliona kilometrów od Ziemi. Umieszczenie sondy w punkcie L2 zapewnia stały dostęp do promieni słonecznych potrzebnych do produkcji energii, ponieważ Słońce nigdy nie zostaje zasłonięte przez naszą planetę. Specjalna osłona zapobiega przegrzewaniu się sprzętu i utrzymuje jego stałą temperaturę na poziomie -110 stopni Celsjusza.

Pierwsza publikacja danych zebranych przez sondę Gaia miała miejsce w 2016 roku. Zawierała najdokładniejsze mapy 3D Drogi Mlecznej w historii - pozycja i jasność 1,1 miliarda gwiazd została precyzyjnie określona. Najnowsza publikacja danych jest jeszcze bardziej przełomowa. Obejmuje ona obserwacje z okresu pomiędzy 25 lipca 2014 roku do 23 maja 2016 roku, a zebrane dane są znacznie dokładniejsze niż poprzednie. Wyznaczona została jasność i pozycja na niebie 1,7 miliarda gwiazd, ruch i barwa 1,3 miliarda gwiazd oraz szereg dodatkowych parametrów dla mniejszych podzbiorów gwiazd i innych obiektów niebieskich.

Co więcej, opublikowane dane zawierają informacje o tym, jak zmienia się jasność i kolor 500 milionów gwiazd zmiennych, czy też temperatura powierzchni około 100 milionów gwiazd. Zbadany został również wpływ pyłu międzygwiazdowego na około 87 milionów z nich. 

Gaia obserwuje więcej niż tylko gwiazdy. Opublikowane dane obejmują pozycje 14 000 znanych asteroid krążących w Układzie Słonecznym, co pozwala na wyznaczenie ich orbit z większą dokładnością niż dotychczas. Przyszłe publikacje mają składać się z jeszcze większej liczby informacji na temat tego kosmicznego gruzu, który może być potencjalnie niebezpieczny dla Ziemi.

To nie koniec odkryć dokonanych przez sondę. Obserwatorium skatalogowało około pół miliona odległych kwazarów. Kwazary wykorzystywane są do zdefiniowania współrzędnych wszystkich obiektów w katalogu Gaia.

Przedstawiony został również diagram Hertzsprunga-Russella, który nazwany został imieniem dwóch astronomów, którzy opracowali go na początku XX wieku. Za jego pomocą możliwe jest porównanie jasności gwiazd z ich kolorem, co stanowi podstawowe narzędzie do badania populacji gwiazd i ich ewolucji.

Nowa wersja tego diagramu, oparta na czterech milionach gwiazd oddalonych w przeciągu 5 tysięcy lat świetlnych - wybranych z katalogu Gaia - po raz pierwszy ujawnia wiele drobnych szczegółów. Uwidocznione zostało położenie różnych rodzajów białych karłów - martwych resztek gwiazd podobnych do Słońca. Diagram pozwala odróżnić te z rdzeniami bogatymi w wodór od tych, w których dominuje hel.

 W połączeniu z pomiarami prędkości gwiazd dokonywanymi przez Gaię, wykres umożliwia astronomom rozróżnienie różnych populacji gwiazd w różnym wieku, które znajdują się w różnych rejonach Drogi Mlecznej, takich jak dysk i halo. 

Sprzęt na pokładzie sondy jest na tyle precyzyjny, że możliwe było zmierzenie ruchu gwiazd nie tylko w Drodze Mlecznej, ale i w niektórych gromadach kulistych, czy też sąsiednich galaktykach - Małym i Dużym obłoku Magellana. Powstała nawet piękna grafika przedstawiająca ruch gwiazd w Dużym Obłoku Magellana. Obraz ten łączy całkowitą ilość promieniowania wykrywaną przez Gaię w każdym pikselu z pomiarami promieniowania przepuszczanego przez różne filtry na pokładzie sondy w celu wygenerowania informacji o kolorze.

Dane z Gai zostały wykorzystane do uzyskania orbit 75 gromad kulistych i 12 galaktyk karłowatych orbitujących wokół Drogi Mlecznej. Dostarcza to wszystkich informacji potrzebnych do badania ewolucji naszej Galaktyki w przeszłości i jej środowiska, sił grawitacyjnych, oraz rozkładu nieuchwytnej ciemnej materii, która przenika galaktyki.