19 декабря 2013 года Европейское космическое агентство (ЕКА) Gaia Космический корабль вышел в космос с одной из самых амбициозных миссий. В течение запланированной 5-летней миссии (которая была недавно расширена) эта космическая обсерватория будет наносить на карту более миллиарда звезд, планет, комет, астероидов и квазаров, чтобы создать самый большой и самый точный трехмерный каталог Млечного пути, который когда-либо существовал. создано.
Первый выпуск Gaia данные, которые имели место в сентябре 2016 года, содержали расстояния и движения более двух миллионов звезд. Но второй выпуск данных, который состоялся 25 апреля 2018 года, еще более впечатляющий. В релиз включены положения, индикаторы расстояния и движения более миллиарда звезд, астероиды в нашей Солнечной системе и даже звезды за Млечным путем.
Принимая во внимание, что первый выпуск данных был основан на результатах наблюдений немногим более года, новый выпуск данных охватывает период около 22 месяцев, который длился с 25 июля 2014 года по 23 мая 2016 года. Предварительный анализ этих данных выявил подробности о 1,7 миллиардах звезд в Млечном Пути и о том, как они движутся, что важно для понимания того, как наша галактика развивалась с течением времени.
Как объяснил Гюнтер Хасингер, научный директор ЕКА, в недавнем пресс-релизе ЕКА:
“Наблюдения, собранные Гайей, пересматривают основы астрономии. Gaia - амбициозная миссия, которая опирается на огромное человеческое сотрудничество, чтобы понять большой объем очень сложных данных. Это демонстрирует необходимость долгосрочных проектов, гарантирующих прогресс в космической науке и технике и выполнение еще более смелых научных задач в предстоящие десятилетия.“
Точность GaiaПриборы позволили проводить измерения, которые были настолько точными, что можно было отделить параллакс звезд - видимый сдвиг, вызванный орбитой Земли вокруг Солнца, - от их движений через галактику. Из 1.7 миллиардов каталогизированных звезд были измерены и перечислены параллакс и скорость (иначе говоря, собственное движение) более 1.3 миллиарда.
Примерно для 10% из них измерения параллакса были настолько точными, что астрономы могли непосредственно оценивать расстояния до отдельных звезд. Как объяснил Энтони Браун из Лейденского университета, который также является председателем Исполнительного совета Консорциума по обработке и анализу данных Gaia:
“Второй выпуск данных Gaia представляет собой огромный шаг вперед в отношении ESA‘спутник Hipparcos, Gaia‘Предшественник и первая космическая миссия для астрометрии, которая почти тридцать лет назад обследовала около 118 000 звезд.… Одно только количество звезд, с их позициями и движениями, сделает Гайю‘Новый каталог уже довольно удивителен. Но есть еще кое-что: этот уникальный научный каталог включает в себя множество других типов данных с информацией о свойствах звезд и других небесных объектов, что делает этот выпуск действительно исключительным.“
Помимо правильных движений звезд, в каталоге представлена информация по широкому кругу тем, которые будут интересны астрономам и астрофизикам. К ним относятся измерения яркости и цвета почти всех каталогизированных 1,7 миллиардов звезд, а также информация о том, как яркость и цвет меняются для полумиллиона переменных звезд с течением времени.
Он также содержит скорости вдоль линии визирования семи миллионов звезд, поверхностные температуры около 100 миллионов, а эффект межзвездной пыли оказывает влияние на 87 миллионов. Данные Gaia также содержат информацию об объектах в нашей Солнечной системе, которая включает в себя позиции 14 000 известных астероидов (что позволит точно определить их орбиты).
За Млечным Путем, Gaia получены более точные измерения положений полумиллиона далеких квазаров - ярких галактик, которые испускают огромное количество энергии благодаря наличию сверхмассивной черной дыры в их центрах. В прошлом квазары использовались в качестве системы отсчета для небесных координат всех объектов в Gaia Каталог на основе радиоволн.
Однако эта информация теперь будет доступна на оптических длинах волн впервые. Это и другие разработки стали возможными благодаря Gaia, может революционизировать то, как мы изучаем нашу галактику и Вселенную. Как сообщила Антонелла Валленари из Института национальной астрономии (ИНАФ), Астрономической обсерватории Падуи, Италия, и заместитель председателя Исполнительного совета Консорциума обработки данных:
“Новые данные Gaia настолько мощны, что захватывающие результаты просто нападают на нас. Например, мы построили самую подробную диаграмму звезд Герцшпрунга-Рассела, когда-либо сделанную на полном небе, и мы уже можем обнаружить некоторые интересные тенденции. Такое ощущение, что мы открываем новую эру галактической археологии.“
Диаграмма Герцшпрунга-Рассела, названная в честь двух астрономов, разработавших ее в начале 20-го века, является фундаментальной для изучения звездных популяций и их эволюции. Основываясь на четырех миллионах звезд, которые были отобраны из каталога (все они находятся на расстоянии пяти тысяч световых лет от Солнца), ученый впервые смог раскрыть много мелких деталей о звездах за пределами нашей Солнечной системы.
Наряду с измерениями их скоростей, диаграмма Gaia Hertzsprung-Russell позволяет астрономам различать популяции звезд разного возраста, расположенные в разных областях Млечного Пути (то есть диск и гало) и образовавшиеся в разных пути. К ним относятся быстро движущиеся звезды, которые ранее считались принадлежащими гало, но на самом деле являются частью двух звездных популяций.
«Gaia значительно улучшит наше понимание Вселенной во всех космических масштабах», - сказал Тимо Прусти, ученый из проекта Gaia в ЕКА. «Даже в окрестностях Солнца, в регионе, который, как мы думали, мы поняли лучше всего, Gaia открывает новые и захватывающие возможности».
Например, для подмножества звезд в пределах нескольких тысяч световых лет от Солнца, Gaia измерил их скорость во всех трех измерениях. Исходя из этого, было установлено, что они следуют схеме, аналогичной звездам, которые вращаются вокруг галактики с аналогичными скоростями. Причиной этих моделей будет предмет будущих исследований, так как неясно, вызваны ли они самой нашей галактикой или являются результатом взаимодействий с более мелкими галактиками, которые слились с нами в прошлом.
Последний, но тем не менее важный, Gaia Данные будут использованы, чтобы узнать больше об орбитах 75 шаровых скоплений и 12 карликовых галактик, которые вращаются вокруг Млечного Пути. Эта информация позволит пролить дополнительный свет на эволюцию нашей галактики, гравитационные силы, влияющие на нее, и роль, которую играет темная материя. Как сказал Фред Янсен, руководитель миссии Gaia в ESA:
“Гайя - астрономия во всей красе. Ученые будут заняты этими данными в течение многих лет, и мы готовы удивиться лавине открытий, которые раскроют секреты нашей Галактики.“
Третий выпуск Gaia данные планируется выпустить в конце 2020 года, а окончательный каталог будет опубликован в 2020 году. Между тем, расширение уже было одобрено для Gaia миссия, которая теперь будет действовать до конца 2020 года (будет подтверждена в конце этого года). Серия научных работ, описывающих то, что было извлечено из этого последнего выпуска, также появится в специальном выпуске Астрономия и Астрофизика.
От эволюции звезд до эволюции нашей галактики, второй Gaia выпуск данных уже оказывается благом для астрономов и астрофизиков. Даже после завершения миссии мы можем ожидать, что ученые все еще будут анализировать данные и узнавать гораздо больше о структуре и эволюции нашей Вселенной.
