2013. gada 19. decembrī Eiropas Kosmosa aģentūra (ESA) Gaia kosmosa kuģis devās kosmosā ar vienu no visu laiku vērienīgākajām misijām. Plānotās piecu gadu misijas laikā (kas nesen tika pagarināts) šī kosmosa observatorija kartēs vairāk nekā miljardu zvaigžņu, planētu, komētu, asteroīdu un kvazāru, lai izveidotu visu laiku lielāko un precīzāko Piena ceļa 3D katalogu. izveidots.
Pirmais izlaidums Gaia datos, kas notika 2016. gada septembrī, bija ietverti attālumi un vairāk nekā divu miljonu zvaigžņu kustība. Bet vēl iespaidīgāka ir otrā datu izlaišana, kas notika 2018. gada 25. aprīlī. Izlaidumā ir iekļautas vairāk nekā viena miljarda zvaigžņu, asteroīdu mūsu Saules sistēmā un pat Zvaigžņu ceļa, ārpus tām, pozīcijas, attāluma indikatori un kustības.
Ja pirmā datu izlaišana tika balstīta uz nedaudz vairāk nekā gadu vērtu novērojumu, jaunā datu izlaišana aptver apmēram 22 mēnešus ilgu laika posmu - no 2014. gada 25. jūlija līdz 2016. gada 23. maijam. Šo datu provizoriskā analīze atklāja, ka informācija par Piena ceļa 1,7 miljardiem zvaigžņu un to pārvietošanos, kas ir būtiska, lai saprastu, kā laika gaitā attīstījās mūsu galaktika.
Kā nesenā EKA paziņojumā presei paskaidroja EKA zinātnes direktors Ginters Hasingers:
“Gajas apkopotie novērojumi no jauna nosaka astronomijas pamatus. Gaia ir tālejoša misija, kuras pamatā ir milzīga cilvēku sadarbība, lai saprastu lielu, ļoti sarežģītu datu apjomu. Tas parāda, ka ir nepieciešami ilgtermiņa projekti, lai garantētu progresu kosmosa zinātnē un tehnoloģijās un nākamo desmitgažu laikā īstenotu vēl drosmīgākas zinātniskās misijas.“
Precizitāte GaiaInstrumenti ļāva veikt tik precīzus mērījumus, ka bija iespējams atdalīt zvaigžņu parallaksi - šķietamo nobīdi, ko Zemes orbīta rada ap Sauli - no to kustības caur galaktiku. No 1,7 miljardiem kataloģizēto zvaigžņu tika izmērīti un uzskaitīti parallaksi un ātrumu (pazīstams arī kā pareiza kustība) vairāk nekā 1,3 miljardos.
Apmēram 10% no tiem paralaksa mērījumi bija tik precīzi, ka astronomi var tieši noteikt attālumus līdz atsevišķām zvaigznēm. Kā skaidroja Entonijs Brauns no Leidenes universitātes, kurš ir arī Gaia datu apstrādes un analīzes konsorcija izpilddirekcijas valdes priekšsēdētājs:
“Otrā Gaia datu izlaišana ir milzīgs solis uz priekšu attiecībā uz EKA‘s Hipparcos satelīts, Gaia‘priekšgājējs un pirmā astrometrijas kosmosa misija, kas gandrīz pirms trīsdesmit gadiem apsekoja aptuveni 118 000 zvaigžņu… Milzīgais zvaigžņu skaits vien ar to pozīcijām un kustībām padarītu Gaju‘Jaunais katalogs jau ir diezgan pārsteidzošs. Bet ir arī vairāk: šajā unikālajā zinātniskajā katalogā ir iekļauti daudzi citi datu tipi ar informāciju par zvaigžņu un citu debess objektu īpašībām, padarot šo izlaidumu patiesi izņēmumu.“
Papildus pareizajām zvaigžņu kustībām katalogs sniedz informāciju par plašu tēmu klāstu, kas interesēs astronomus un astrofiziķus. Tajos ietilpst gandrīz visu kataloģizēto 1,7 miljardu zvaigžņu spilgtuma un krāsas mērījumi, kā arī informācija par to, kā laika gaitā mainās pusmiljona mainīgo zvaigžņu spilgtums un krāsa.
Tajā ir arī septiņu miljonu zvaigžņu redzamības ātrums, aptuveni 100 miljonu virsmas temperatūra un starpzvaigžņu putekļu ietekme uz 87 miljoniem. Gaia datos ir arī informācija par objektiem mūsu Saules sistēmā, kas ietver 14 000 zināmo asteroīdu atrašanās vietas (tas ļaus precīzi noteikt to orbītas).
Aiz Piena ceļa Gaia iegūti precīzāki pusmiljona tālu kvazāru - spožu galaktiku, kas izstaro milzīgu enerģijas daudzumu, - to centros esošā supermasīvā melnā cauruma, pozīciju mērījumi. Agrāk kvazāri tika izmantoti kā atskaites rāmis visu objektu debesu koordinātām Gaia radioviļņu katalogs.
Tomēr tagad šī informācija pirmo reizi būs pieejama ar optisko viļņu garumu. Tas un citi notikumi, ko ļāva Gaia, varētu revolucionizēt to, kā mēs pētām savu galaktiku un Visumu. Kā Antonella Vallenari no Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), Padovas Astronomijas observatorijas, Itālijā, un Datu apstrādes konsorcija izpilddirekcijas priekšsēdētāja vietnieces norādīja:
“Jaunie Gaia dati ir tik jaudīgi, ka aizraujoši rezultāti mums tikai lēcas. Piemēram, mēs esam izveidojuši visdetalizētāko Hertzsprunga-Rasela diagrammu ar zvaigznēm, kas jebkad izgatavotas uz pilnām debesīm, un mēs jau varam pamanīt dažas interesantas tendences. Izskatās, ka mēs sākam jaunu galaktiskās arheoloģijas laikmetu.“
Hertzsprunga-Rasela diagramma, kas nosaukta divu astronomu vārdā, kuri to izstrādāja 20. gadsimta sākumā, ir būtiska zvaigžņu populācijas un to evolūcijas izpētei. Balstoties uz četriem miljoniem zvaigžņu, kas tika atlasītas no kataloga (kuras visas ir piecu tūkstošu gaismas gadu attālumā no Saules), zinātnieks pirmo reizi spēja atklāt daudzas smalkas detaļas par zvaigznēm ārpus mūsu Saules sistēmas.
Līdztekus to ātruma mērījumiem Gaia Hērtzprunga-Rasela diagramma ļauj astronomiem atšķirt dažādu vecumu zvaigžņu populācijas, kas atrodas dažādos Piena ceļa reģionos (ti, diska un halo), un kuras veidojas dažādos veidos. Tajos ietilpst ātri kustīgas zvaigznes, kuras iepriekš tika uzskatītas par piederīgām halo, bet faktiski ir divu zvaigžņu populācijas daļa.
“Gaia ievērojami uzlabos mūsu izpratni par Visumu visos kosmiskajos mērogos,” sacīja Timo Prusti, ESA Gaia projekta zinātnieks. "Pat Saules apkaimē, kas ir reģions, kuru mēs domājām labāk saprotam, Gaia atklāj jaunas un aizraujošas iezīmes."
Piemēram, zvaigžņu apakškopai dažu tūkstošu gaismas gadu laikā no Saules, Gaia izmērīja to ātrumu visās trīs dimensijās. No tā tika noteikts, ka tās seko līdzīgam modelim kā zvaigznes, kuras riņķo ap galaktiku ar līdzīgu ātrumu. Šo modeļu cēlonis būs turpmāko pētījumu objekts, jo nav skaidrs, vai to cēlonis ir mūsu pati galaktika vai arī tas ir rezultāts mijiedarbībai ar mazākām galaktikām, kas pagātnē saplūda ar mums.
Pēdējais bet ne sliktākais, Gaia dati tiks izmantoti, lai uzzinātu vairāk par 75 globular klasteru un 12 punduru galaktiku orbītām, kas griežas ap Piena ceļu. Šī informācija vēl vairāk parādīs mūsu galaktikas attīstību, gravitācijas spēkus, kas to ietekmē, un tumšās matērijas lomu. Kā teica Freds Jansens, ESA Gaia misijas vadītājs:
“Gaia ir astronomija, kas atrodas vislabākajā līmenī. Zinātnieki daudzus gadus būs aizņemti ar šiem datiem, un mēs esam gatavi pārsteigt par atklājumu lavīnu, kas atklās mūsu Galaktikas noslēpumus.“
Trešais izlaidums Gaia datus plānots iesniegt 2020. gada beigās, un galīgais katalogs tiks publicēts 2020. gados. Tikmēr paplašinājums jau ir apstiprināts Gaia misija, kas tagad darbosies līdz 2020. gada beigām (jāapstiprina šā gada beigās). Zinātnisko darbu sērija, kurā aprakstīts no šī jaunākā laidiena apgūtais, parādīsies arī speciālā izdevumā Astronomija un astrofizika.
No zvaigžņu evolūcijas līdz mūsu galaktikas evolūcijai otrais Gaia datu izlaišana jau tagad izrādās noderīga astronomiem un astrofiziķiem. Pat pēc misijas noslēguma mēs varam sagaidīt, ka zinātnieki joprojām analizēs datus un uzzinās daudz vairāk par mūsu Visuma uzbūvi un attīstību.
