Nowy katalog gwiazd

Długo wyczekiwany katalog gwiazd jest efektem pracy sondy Gaia, która przebywa na orbicie od końca 2013 roku. Nowe dane obejmują pozycje, wskaźniki odległości i ruchy, jasność i barwy ponad miliarda gwiazd, a także precyzyjne pomiary asteroid w naszym Układzie Słonecznym i gwiazd oraz innych obiektów poza naszą własną Galaktyką.

Wstępna analiza tych danych ujawnia najdrobniejsze szczegóły dotyczące gwiezdnej populacji Drogi Mlecznej i tego, jak poruszają się gwiazdy. To niezbędne informacje do badania formowanie się i ewolucji naszej Galaktyki.

– Obserwacje zebrane przez sondę Gaia na nowo definiują podstawy astronomii – powiedział Günther Hasinger, dyrektor naukowy ESA. – Gaia to ambitna misja, która opiera się na ludzkiej współpracy, aby nadać sens tak dużej ilości bardzo złożonych danych. Pokazuje potrzebę długoterminowych projektów gwarantujących postęp w naukach o kosmosie i postęp technologiczny. Stwarza też nadzieję na realizację jeszcze bardziej śmiałych misji naukowych w nadchodzących dziesięcioleciach – dodał.

Pierwszy katalog oparty na obserwacjach sondy Gaia został opublikowany w 2016 roku. Był to efekt pierwszych 14 miesięcy pracy sondy. Choć dotyczył ponad miliarda gwiazd, to szczegółowe dane były jedynie dla dwóch milionów z nich. Obecna wersja zawiera szczegółowe dane 1,3 miliarda gwiazd, ale podane w niej są pozycję dla 1,7 miliardów z nich. Gaia dostarcza również danych astrofizycznych, takich jak temperatura czy typ widma gwiazdy. Przygląda się również ciałom niebieskim, które znajdują się niebezpiecznie blisko naszej planety tzw. NEO (Near-Earth asteroids) – czyli Asteroid znajdujących się blisko Ziemi. Ma to zwiększyć szanse ludzkości na obronę przed asteroidami znajdującymi się na kursie kolizyjnym z Ziemią.

– Druga publikacja danych Gaia stanowi ogromny krok naprzód w odniesieniu do misji ESA Hipparcos, poprzedniczki Gai i pierwszej misji kosmicznej przeznaczonej do pomiarów astrometrycznych, która prawie trzydzieści lat temu zbadała około 118 000 gwiazd – powiedział Anthony Brown z Uniwersytetu w Lejdzie w Holandii, który koordynuje pracę 450 naukowców i inżynierów oprogramowania zaangażowanych w stworzenie katalogu z danych satelitarnych.

– Sama liczba gwiazd, z ich pozycjami i ruchami, sprawia, że nowy katalog jest dość zadziwiający. Ale ten katalog to coś więcej. Zawiera on wiele innych typów danych, m.in. informacje o właściwościach gwiazd i innych obiektów niebieskich, dzięki czemu ta wersja jest naprawdę wyjątkowa – wyjaśnił Brown.

Opublikowany dziś katalog bazuje na 22 miesiącach obserwacji. Danych jednak jest zbyt dużo i są one wciąż analizowane. Trzecia wersja katalogu planowana jest na 2020 rok, a ostateczna wersja ma zostać opublikowana w połowie lat 20. Obecny katalog był długo wyczekiwany przez naukowców, którzy spodziewają się dzięki niemu dokonać wielu odkryć.

Duże części naszej Galaktyki są zasłonięte gazem i pyłem i trudno jest dostrzec strukturę z perspektywy Układu Słonecznego. Jako że satelita śledzi przemieszczanie się gwiazd, astronomowie mogą cofnąć zegar wstecz i zobaczyć, jak galaktyka ewoluowała w ciągu ostatnich 13 miliardów lat. To nowe pole badań znane jako galaktyczna archeologia.

Dzięki informacjom o kolorach i jasności astronomowie mogą klasyfikować gwiazdy według składu i identyfikować gwiezdne żłobki, w których rodzą się różne typy gwiazd. Nowy zestaw danym zawiera również informacje dotyczące 14 tys. asteroid. To niewielki ułamek z około 750 tys. znanych mniejszych ciał, ale Gaia zapewnia informacje orbitalne 100 razy dokładniejsze niż wcześniej. Może to pomóc zidentyfikować rodziny asteroid i rzucić światło na przeszłość naszego systemu planetarnego.

Informacje zebrane przez sondę Gaia pomogą również w ocenie rozkładu masy w Drodze Mlecznej, czy ustaleniu tempa rozszerzania się Wszechświata. Badacze planują do analizy tych danych zaprzęgnąć również algorytmy sztucznej inteligencji.

– To jak czekanie na Święta. Uważam, że nastąpi eksplozja prac naukowych. Sam zamierzam nie spać przez tydzień lub dwa – żartował Wasilij Belokurow z University of Cambridge.

Przy Konsorcjum Przetwarzania i Analizy Danych, które konwertuje dane telemetryczne na informację użyteczną dla naukowców, pracuję również specjaliści z Polski. „Wkład strony polskiej w projekt to przede wszystkim prace dr. hab. Łukasza Wyrzykowskiego z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego zajmującego się poszukiwaniem supernowych i soczewkujących czarnych dziur oraz dr. Arkadiusza Hypkiego tworzącego narzędzia do analizy danych, i dr. Toniego Santana-Ross z Uniwersytetu im. A. Mickiewicza prowadzącego badania nad planetoidami” – czytamy na stronach pisma Urania.

Początkowo misja Gai była planowana na pięć lat,  czyli do połowy 2019 roku. Jednak ESA zatwierdziła przedłużenie misji do końca 2020 r. Ma to zostać jeszcze potwierdzone pod koniec bieżącego roku. Dane z pierwszej, jak i z drugiej edycji katalogu można przeglądać w archiwum ESA. Szczegółowa zawartość drugiej edycji również dostępna jest na stronach ESA.