19. prosince 2013, Evropská kosmická agentura (ESA) Gaia kosmická loď se dostala do vesmíru s jednou z nejambicióznějších misí vůbec. V průběhu své plánované pětileté mise (která byla nedávno rozšířena) by tato kosmická observatoř zmapovala přes miliardu hvězd, planet, komet, asteroidů a kvasarů, aby vytvořila největší a nejpřesnější 3D katalog Mléčné dráhy vytvořeno.
První vydání Gaia data, která se uskutečnila v září 2016, obsahovala vzdálenosti a pohyby přes dva miliony hvězd. Druhé zveřejnění dat, které proběhlo 25. dubna 2018, je však ještě působivější. V tomto vydání jsou zahrnuty pozice, indikátory vzdálenosti a pohyby více než jedné miliardy hvězd, asteroidy v naší sluneční soustavě a dokonce hvězdy za Mléčnou dráhou.
Zatímco první zveřejnění údajů bylo založeno na pozorováních přesahujících roční období, nové zveřejnění údajů se týká období přibližně 22 měsíců - které trvalo od 25. července 2014 do 23. května 2016. Předběžná analýza těchto údajů odhalila pokutu podrobnosti o 1,7 miliardách hvězd v Mléčné dráze a o tom, jak se pohybují, což je zásadní pro pochopení toho, jak se naše galaxie postupem času vyvíjela.
Jak vysvětlil v nedávné tiskové zprávě ESA Günther Hasinger, ředitel vědy ESA:
“Pozorování shromážděná Gaiou předefinují základy astronomie. Gaia je ambiciózní mise, která se spoléhá na obrovskou lidskou spolupráci, aby pochopila velké množství vysoce komplexních dat. Ukazuje to, že je třeba, aby dlouhodobé projekty zaručovaly pokrok ve vesmírné vědě a technologii a prováděly ještě odvážnější vědecké mise v příštích desetiletích.“
Přesnost GaiaNástroje umožnily měření, která jsou tak přesná, že bylo možné oddělit paralaxu hvězd - zjevný posun způsobený oběžnou dráhou Země kolem Slunce - od jejich pohybů galaxií. Z 1,7 miliard katalogizovaných hvězd byla změřena a uvedena paralaxa a rychlost (aka. Správný pohyb) více než 1,3 miliardy.
Pro asi 10% z nich byla měření paralaxy tak přesná, že astronomové mohli přímo odhadnout vzdálenosti k jednotlivým hvězdám. Jak Anthony Brown z Leiden University, který je také předsedou Výkonné rady Konsorcia pro zpracování a analýzu dat, vysvětlil:
“Druhé vydání dat Gaia představuje velký skok vpřed ve vztahu k ESA‘s Hipparcos satelit, Gaia‘předchůdce a první kosmická mise pro astrometiku, která před třiceti lety prozkoumala zhruba 118 000 hvězd… Samotný počet hvězd samotných, s jejich pozicemi a pohyby, by Gaii udělal‘s novým katalogem již docela překvapující. Ale je toho více: tento jedinečný vědecký katalog obsahuje mnoho dalších datových typů, s informacemi o vlastnostech hvězd a dalších nebeských objektů, což činí toto vydání opravdu výjimečným.“
Kromě správných pohybů hvězd poskytuje katalog informace o široké škále témat, která budou zajímavá pro astronomy a astrofyziky. Patří sem měření jasu a barev téměř všech 1,7 miliard katalogizovaných hvězd, jakož i informace o tom, jak se jas a barva mění v průběhu času za půl milionu proměnných hvězd.
Obsahuje také rychlosti podél viditelnosti sedmi milionů hvězd, povrchové teploty asi 100 milionů a účinek mezihvězdného prachu na 87 milionů. Data Gaia také obsahují informace o objektech v naší Sluneční soustavě, které zahrnují pozice 14 000 známých asteroidů (což umožní přesné určení jejich oběžné dráhy).
Za Mléčnou dráhou Gaia získali přesnější měření pozic půl milionu vzdálených kvasarů - jasné galaxie, které emitují obrovské množství energie v důsledku přítomnosti supermasivní černé díry v jejich centrech. V minulosti byly kvasary používány jako referenční rámec pro nebeské souřadnice všech objektů v Gaia katalog založený na rádiových vlnách.
Tato informace však bude nyní poprvé k dispozici na optických vlnových délkách. Toto a další vývoj umožnil Gaia, může revoluci v tom, jak studujeme naši galaxii a vesmír. Jak Antonella Vallenari z Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), Astronomické observatoře v Padově v Itálii a zástupkyně předsedy Výkonné rady Konsorcia pro zpracování dat uvedla:
“Nová data Gaia jsou tak silná, že na nás skákají vzrušující výsledky. Například jsme vytvořili nejpodrobnější Hertzsprung-Russellův diagram hvězd, který kdy vznikl na plné obloze, a už můžeme zaznamenat některé zajímavé trendy. Vypadá to, že zahajujeme novou éru galaktické archeologie.“
Hertzsprung-Russellův diagram, který je pojmenován po dvou astronomech, kteří jej vymysleli na počátku 20. století, je základem studia hvězdných populací a jejich vývoje. Na základě čtyř milionů milionů hvězd, které byly vybrány z katalogu (z nichž všechny jsou po pěti tisících světelných let od Slunce), byli vědci schopni poprvé odhalit mnoho krásných detailů o hvězdách mimo naši sluneční soustavu.
Spolu s měřením jejich rychlostí umožňuje diagram Gaia Hertzsprung-Russell astronomům rozlišovat mezi populacemi hvězd, které mají různý věk, jsou umístěny v různých oblastech Mléčné dráhy (tj. Disk a halo) a které se vytvářejí v různých oblastech způsoby. Patří sem rychle se pohybující hvězdy, o kterých se dříve myslelo, že patří do halou, ale ve skutečnosti jsou součástí dvou hvězdných populací.
"Gaia výrazně posílí naše chápání vesmíru ve všech kosmických měřítcích," řekl Timo Prusti, vědec projektu Gaia v ESA. "Dokonce i v sousedství Slunce, což je oblast, o které jsme si mysleli, že ji nejlépe chápeme, odhaluje Gaia nové a vzrušující rysy."
Například pro podmnožinu hvězd během několika tisíc světelných let od Slunce Gaia změřila jejich rychlost ve všech třech rozměrech. Z toho bylo stanoveno, že sledují podobný vzorec jako hvězdy, které obíhají galaxii podobnými rychlostmi. Příčina těchto vzorců bude předmětem budoucího výzkumu, protože není jasné, zda je způsobena samotnou naší galaxií nebo je výsledkem interakcí s menšími galaxiemi, které se s námi v minulosti spojily.
V neposlední řadě, Gaia data budou použita k získání více informací o oběžných drahách 75 kulových hvězdokup a 12 trpasličích galaxií, které se točí kolem Mléčné dráhy. Tato informace objasní vývoj naší galaxie, gravitační síly, které ji ovlivňují, a roli, kterou hraje temná hmota. Jako Fred Jansen, manažer mise Gaia v ESA, to řekl:
“Gaia je nejlepší astronomie. Vědci budou mít tato data mnoho let práce a jsme připraveni na překvapení lavinou objevů, která odemkne tajemství naší Galaxie.“
Třetí vydání Gaia data by měla být zveřejněna na konci roku 2020, konečný katalog bude zveřejněn v roce 2020. Mezitím již bylo rozšíření pro EU schváleno Gaia mise, která nyní zůstane v provozu do konce roku 2020 (bude potvrzeno na konci tohoto roku). Série vědeckých prací popisujících, co se dozvědělo z tohoto nejnovějšího vydání, se také objeví ve zvláštním vydání Astronomie a astrofyzika.
Od vývoje hvězd po vývoj naší galaxie, druhý Gaia Zveřejňování dat se již ukazuje jako výhoda pro astronomy a astrofyziky. I po skončení mise můžeme očekávat, že vědci budou stále analyzovat data a dozvědět se mnohem více o struktuře a vývoji našeho vesmíru.
