Az európai űrmisszió világít a rejtett aszteroidákra, a világegyetem és az exoplanetek bővítésére.
Az Európai Űrügynökség (ESA) által 2013 végén elindított Gaia Űrtávcső szeptember 14-én adja át a Tejút első térképét. A katalógus megmutatja a 2 057 050 csillag és más objektumok helyét 3D-ben, és leírja, hogyan változott ez a hely az elmúlt 20 évben. Az idő múlásával a térkép egymilliárd tárgyat fog tartalmazni, ezerszer szélesebbé és legalább tízszer pontosabbá válva, mint bármi, amit korábban összeállítottak.
A térkép megjelenését a "Gaia" csillagászai által 19, a távcső adataival már jól ismert tudományos cikk publikálása kíséri. A független csapatok csak felkészülnek arra, hogy megnézzék őket. Lennart Lindegren, a svéd Lund Obszervatórium csillagász, aki az 1993-as bejelentés óta a Projekt Gaia hajtóereje, elvárja a tudósoktól, hogy kb. 100 papírt írjanak a katalógus kiadásának tervezete után.
Egyes szervezetek „Gay Hack” és „Gay Sprint” elnevezésű rendezvényeket készítenek, amelyekben a kutatók együttesen fognak dolgozni annak megértése érdekében, hogy a hirtelen rájuk eső mannát hogyan lehetne a legjobban használni. "A Gaia forradalmasítja a csillagokkal és a galaxismal kapcsolatos ismereteinket" - mondja David Hogg, a New York-i Egyetemi csillagász, aki a munka vezetője. Tehát milyen felfedezéseket tehetne Gaia?
A Tejút régészete
A mozgásban lévő Tejút háromdimenziós képe megmutatja, hogyan mozognak a csillagok a kombinált gravitáció hatására. Ez kibővíti a galaxis felépítésével kapcsolatos ismereteket, beleértve azokat a részeit is, amelyek nem láthatók közvetlenül a Földről, mondjuk: "hidak" - két csík, amelyek közvetlenül a galaktikus központjától húzódnak és a spirálkarokhoz kapcsolódnak.
A kutatók képesek lesznek azonosítani a "rendellenes" csillagcsoportokat, amelyek nagy sebességgel mozognak egymással. Úgy gondolják, hogy ezek a kisebb galaxisokkal való egyesülések maradványai - mondja Michael Perryman csillagász, a dublini University College professzora és korábban az ESA egyik vezető kutatója a Gaia programban. Ez a részletes térkép, a rendelkezésre álló információkkal, például a csillagok színéről, hőmérsékletéről és kémiai összetételéről, lehetővé teszi a kutatók számára a Galaxis régészetének újjáépítését, leírva, hogyan jutott el a jelenlegi állapotához az elmúlt 13 milliárd év során. „Munkája során a Gaia jelentősen befolyásolja a Tejút felépítésének és fejlődésének megértését” - mondja Monica Valluri, a Michigan-i Egyetem csillagásza.
Promóciós videó:
Hol van a Tejút sötét anyaga?
A csillagoknak a Galaxisban való menetéről szóló részletes információk megmutatják nemcsak a látható, hanem a sötét anyag eloszlását is, amely a legtöbb galaxis tömegének a legnagyobb részét teszi ki. És ez viszont segít megérteni, mi a sötét anyag.
Gaia néhány egzotikus elméletet is kipróbálhat. A szokásos sötét anyag elmélet szerint a galaxis gravitációs tere gömb alakú szimmetrikusan helyezkedik el a galaktikus központ közelében, de akkor kinyúlik, mint egy futball-labda - mondja Valluri. A MOND (Modified Newtonian Dynamics) elnevezésű alternatív elmélet szerint azonban ez a mező inkább palacsinta alakú. A csillagok sebességének elemzésével, amely a gravitációs tértől függ, a "Gaia" képes lesz ellenőrizni, melyik elmélet helyes.
A távcső adatai akár azt az elméletet is alátámaszthatják, miszerint a sötét anyag megölte a dinoszauruszokat. Ha ez a merész elmélet szerint a sötét anyag egy viszonylag vékony sötét korongban koncentrálódik a galaktikus sík közelében, akkor aszteroida esését okozhatja, ami tömeges kihalást okozhat, amikor a Naprendszer időszakosan keresztezi ezt a korongot.
Vitatott távolság a csillagoktól
Az egyes csillagok és a Nap közötti távolság pontos mérése lehetővé teszi az asztrofizikusoknak, hogy finomítsák a csillagok evolúciós fejlődésének modelleit. A helyzet az, hogy a jelenlegi elméletek elsősorban a távolság becsléseire támaszkodnak annak megértésére, hogy egy csillag fényereje hogyan változik az idő múlásával.
Mindenekelőtt a tudósok meg akarják fedezni a Pestiidák Taurus csillagképben található nyitott csillagcsoportot. A megfigyelések szerint, ideértve a Hubble Űrtávcsövet is, ez a klaszter mintegy 135 parszekre van tőlünk (azaz 440 fényév). Azonban az eredmények a HeaparcOS nagy pontosságú parallaxis gyűjtő műholdas adatain alapulnak, amelyeket a Gaea indítása előtt gyűjtöttek, arra utalnak, hogy a Plejádok mindössze 120 parszek vannak tőle.
Egyesek szerint ez az eltérés megkérdőjelezi a HIPPARCOS pontosságát. A Gaia távcső hasonló, de továbbfejlesztett módszert használ, így a csillagászok szorosan figyelemmel kísérik a megfigyeléseket. "Úgy gondolom, hogy Gaia biztosan megcáfolja a HIPPARCOS eredményeit" - mondta David Soderblom, aki a Baltimore Űrkutatási Intézetben dolgozik és a Hubble kutatás szerzője.
Több ezer új szó
A csillagászok más csillagokat keringő bolygók ezreit fedezték fel, a legtöbb esetben apró mártokat regisztrálva a csillagok fényerejében, amikor egy bolygó elhalad előtte. Gaia másképp fogja felfedezni a bolygót: megmérve a csillagok helyzetének enyhe ingadozásait, amelyeket a bolygók gravitációs erő okoz.
"Lehet fogadni, hogy ez a küldetés új világok ezreit nyitja meg" - mondja Gregory Laughlin (Gregory Laughlin) a Yale Egyetemen csillagász.
A Gaia keresési módszer a legmegfelelőbb nagy bolygók felfedezéséhez viszonylag nagy pályákon - mondta Alessandro Sozzetti, az olaszországi torinói asztrofizikai laboratórium kutatója, aki a Gaia Projektnél dolgozik. Az első módszerrel ellentétben Gaia közvetlenül mérni fogja a bolygók tömegét. Ha minden sikerül, csodálatos visszatérés a technikához sok hamis indítással.
A bolygók ilyen módon történő felfedezése azonban évekig tartó megfigyelést igényel, és az előzetes felülvizsgálatot legkorábban 2018-ra várják, mondja Sozetti.
Milyen gyorsan bővül az univerzum
Noha Gaia elsősorban a Tejútot fogja felfedezni, ez befolyásolja az egész megfigyelhető világegyetem felfedezését.
A "Gaia" távolságok közvetlen mérési módszere csak a galaxisunkban lévő objektumokkal és annak közvetlen környezetével működik. A távoli galaxisoktól való távolság meghatározásához az csillagászok általában várnak az Ia típusú csillagszupernóva robbanásokra. Egy ilyen szupernóva fényessége jelzi, hogy messze van a megfelelő galaxis. Az ilyen mutatók, vagy "szabványos gyertyák" a fő eszköz az univerzum tágulási sebességének meghatározásához. A mérések arra késztették a csillagászokat, hogy feltételezzék, hogy egy titokzatos "sötét energia" felgyorsítja ezt a terjeszkedést.
De ahhoz, hogy a szupernóvákat mutatókként használhassuk, a csillagászoknak össze kell hasonlítaniuk őket galaxisunk más típusú standard gyertyáival. A "Gaia" a közeljövőben nagy pontossággal mérni fogja az ilyen csillagok ezreinek távolságát. Idővel az ilyen mérések lehetővé teszik a kozmológusoknak, hogy finomítsák a világegyetem térképeit, és esetleg ellentmondásokat is feloldhatnak a tágulási sebesség felbecsülésekor.
H evidimaya aszteroida fenyegetés
Az ég folyamatos letapogatásával Gaia a Földhöz sokkal közelebb álló dolgokat is felismeri. Végül egy becslések szerint 350 000 aszteroidát fedezhet fel a Naprendszerben, és több száz új aszteroidát fedezhet fel - mondta Paolo Tanga, a franciaországi Nizza Obszervatórium Gaia programjának csillagász. Közöttük vannak a Föld közeli tárgyak, amelyek pályája körülbelül 200 millió kilométer távolságra tartja őket a Földtől.
Miután felfedezte az ilyen Föld közeli tárgyakat, a "Gaia" figyelmezteti a laboratóriumokat, amelyek földi távcsövekkel képesek meghatározni, mennyire veszélyesek. Antikony Brown, a hollandiai Leiden-i csillagvizsgáló csillagászja, mivel a világűrben kedvező helyet foglal el, a "Gaia" szinte az egész égboltot letapogatja, és tárgyakat észlel, amelyek bizonyos időpontokban nagyon közel vannak a Naphoz, ami lehetetlenné teszi őket a Földről való megfigyelésüket. Brown, aki vezeti az adatfeldolgozó csoportot Gay-val. "Olyan területeken fogjuk megfigyelni őket, amelyek általában egyszerre nem érhetők el a Földtől" - mondja.
Megfigyelve, hogy bizonyos aszteroidák keringnek a Napon évek óta, Gaia képes lesz kifinomult gravitációs teszteket végezni Einstein általános relativitáselméletének elmélete alapján.