19 грудня 2013 року Європейське космічне агентство (ESA) Гея космічний корабель вийшов у космос за допомогою однієї з наймасштабніших місій коли-небудь. Протягом запланованої 5-річної місії (яка була нещодавно розширена) ця космічна обсерваторія склала б карту понад мільярд зірок, планет, комет, астероїдів і квазарів, щоб створити найбільший і найточніший 3D-каталог Чумацького Шляху коли-небудь створено.
Перший випуск Гея дані, які відбулися у вересні 2016 року, містили відстані та рухи понад два мільйони зірок. Але другий випуск даних, який відбувся 25 квітня 2018 року, ще більше вражає. У випуску включені позиції, показники відстані та рухи понад мільярд зірок, астероїди в нашій Сонячній системі і навіть зірки поза Чумацьким Шляхом.
Тоді як перший випуск даних базувався на спостереженнях, що становили трохи більше року, новий випуск даних охоплює період приблизно 22 місяці - який тривав з 25 липня 2014 року по 23 травня 2016 року. Попередній аналіз цих даних показав, що це добре детально про 1,7 мільярда зірок у Чумацькому Шляху та про те, як вони рухаються, що важливо для розуміння того, як наша галактика розвивалася з часом.
Як пояснив у недавньому прес-релізі ЄКА Гюнтер Хасінгер, директор науки ЄКА:
“Спостереження, зібрані Геєю, переосмислюють основи астрономії. Gaia - це амбітна місія, яка покладається на величезну людську співпрацю, щоб зрозуміти великий обсяг дуже складних даних. Він демонструє необхідність довгострокових проектів, які гарантують прогрес у космічній науці та техніці та здійснюють ще більш сміливі наукові місії найближчих десятиліть.“
Точність Гея"Інструменти" дозволили проводити вимірювання настільки точні, що можна було відокремити паралакс зірок - очевидний зсув, спричинений орбітою Землі навколо Сонця - від їх руху по галактиці. З 1,7 мільярдів каталогізованих зірок було виміряно та перераховано паралакс та швидкість (ака. Власний рух) понад 1,3 мільярда.
Приблизно 10% з них вимірювання паралакса були настільки точними, що астрономи могли безпосередньо оцінити відстані до окремих зірок. Як пояснив Ентоні Браун з Лейденського університету, який також є головою виконавчого комітету консорціуму Gaia з обробки та аналізу даних:
“Другий випуск даних Gaia являє собою величезний стрибок уперед стосовно ESA‘s супутник Гіппаркоса, Гая‘попередник і перша космічна місія з астрометрії, яка обстежила близько 118 000 зірок майже тридцять років тому… Сама кількість зірок, лише їх положення та рухи, зробила б Гея‘Новий каталог вже досить вражаючий. Але є і більше: цей унікальний науковий каталог включає безліч інших типів даних з інформацією про властивості зірок та інших небесних об’єктів, що робить цей реліз справді винятковим.“
Окрім правильних рухів зірок, каталог містить інформацію про широкий спектр тем, які будуть цікаві астрономам та астрофізикам. До них належать вимірювання яскравості та кольору майже всіх каталогізованих 1,7 мільярдів зірок, а також інформація про те, як змінюються яскравість та колір для півмільйона змінних зірок у часі.
Він також містить швидкості по лінії зору семи мільйонів зірок, температуру поверхні близько 100 мільйонів, а ефект міжзоряного пилу - на 87 мільйонів. Дані Gaia також містять інформацію про об'єкти нашої Сонячної системи, яка включає положення 14000 відомих астероїдів (що дозволить точно визначити їх орбіти).
Поза Чумацьким Шляхом, Гея отримали більш точні вимірювання положень півмільйона віддалених квазарів - яскравих галактик, які випромінюють величезні кількості енергії за рахунок наявності в їхніх центрах надмасивної чорної діри. У минулому квазари використовувались як опорний кадр для небесних координат усіх об'єктів Гея каталог на основі радіохвиль.
Однак ця інформація тепер буде доступна на оптичних довжинах хвиль. Це та інші події стали можливими Гая, може зробити революцію, як ми вивчаємо нашу Галактику та Всесвіт. Як Антонелла Валленарі, з Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), Астрономічної обсерваторії Падуї, Італія, та заступника голови Виконкому Консорціуму з обробки даних:
“Нові дані Gaia настільки потужні, що захоплюючі результати просто стрибають на нас. Наприклад, ми побудували найбільш детальну схему зірок Герццпрунга-Рассела, яку коли-небудь робили на повному небі, і ми вже можемо помітити деякі цікаві тенденції. Схоже, ми відкриваємо нову еру галактичної археології.“
Діаграма Герцпрунга-Рассела, яка названа на честь двох астрономів, які створили її на початку 20 століття, є основоположним для вивчення зоряних популяцій та їх еволюції. Спираючись на чотири мільйони зірок, які були вибрані з каталогу (всі вони витримують п'ять тисяч світлових років від Сонця), вченому вдалося вперше розкрити багато тонких деталей про зірки поза нашою Сонячною системою.
Поряд з вимірюванням їх швидкостей, діаграма Гая Герцспрунг-Рассела дозволяє астрономам розрізняти популяції зірок різного віку, розташовані в різних регіонах Чумацького Шляху (тобто диска і ореолу), і які утворюються в різних способи. До них належать швидкозмінні зірки, які, як вважалося, належать до ореолу, але насправді є частиною двох зоряних популяцій.
"Гея значно просуне наше розуміння Всесвіту на всіх космічних масштабах", - сказав Тімо Прусті, вчений проекту Gaia в ESA. "Навіть в околицях Сонця - регіону, який ми вважали найкращим для нас, Гея виявляє нові та захоплюючі риси".
Наприклад, для підмножини зірок протягом декількох тисяч світлових років від Сонця, Гея вимірювали їх швидкість у всіх трьох вимірах. Виходячи з цього, було визначено, що вони слідують за аналогічним малюнком до зірок, які обертаються навколо галактики з однаковою швидкістю. Причина цих закономірностей буде предметом подальших досліджень, оскільки незрозуміло, чи викликана вона самою нашою галактикою, чи є результатом взаємодії з меншими галактиками, які злилися з нами в минулому.
Останнє, але не менш важливе, Гея Дані будуть використані, щоб дізнатись більше про орбіти 75 кульових скупчень та 12 карликових галактик, що обертаються навколо Чумацького Шляху. Ця інформація пролиє подальше світло на еволюцію нашої галактики, на гравітаційні сили, що впливають на неї, і на роль темної матерії. Як заявив Фред Янсен, керівник місії Gaia в ESA:
“Гея - це астрономія в найкращих місцях. Вчені будуть зайняті цими даними довгі роки, і ми готові дивуватися лавині відкриттів, які розкриють секрети нашої Галактики.“
Третій випуск Гея Дані, як планується, відбудуться наприкінці 2020 року, остаточний каталог буде опублікований у 2020-х. Тим часом розширення вже затверджено Гея місія, яка тепер залишиться в експлуатації до кінця 2020 року (має бути підтверджена в кінці цього року). Серія наукових праць, що описують те, що було вивчено з цього останнього випуску, також з’явиться у спеціальному випуску газети Астрономія та астрофізика.
Від еволюції зірок до еволюції нашої галактики друге Гея звільнення даних вже є благом для астрономів та астрофізиків. Навіть після завершення місії, ми можемо очікувати, що вчені все ще будуть аналізувати дані та дізнаватися набагато більше про структуру та еволюцію нашого Всесвіту.
