Naukowcy stworzyli najdokładniejszą i trójwymiarową mapę Drogi Mlecznej. Są w stanie określić m.in. prędkość gwiazd, ich odległości oraz odnaleźć ślady największych zdarzeń z przeszłości

Europejski teleskop kosmiczny Gaia nakreślił dotychczas dokładne pozycje ponad 1,8 mld gwiazd. To wzrost o ponad 100 mln źródeł w porównaniu z poprzednią publikacją danych z 2018 roku. W przypadku większości gwiazd Gaia zna również ich dokładną odległość od Ziemi i ruch po niebie. Każdego dnia na podstawie jego danych publikowane są trzy artykuły naukowe. Nic nie dorównuje mu produktywnością, nawet potężne obserwatorium Hubble’a. Dzięki teleskopowi powstaje trójwymiarowa mapa Drogi Mlecznej.

– Gaia od co najmniej siedmiu lat obserwuje całe niebo po to, żeby zbadać położenia gwiazd, przede wszystkim wyznaczyć ich odległości. Nie jest to więc taka zwyczajna mapa. To trójwymiarowa mapa, na której mamy nie tylko położenia, lecz także głębokości i odległości, więc jesteśmy w stanie zajrzeć w głąb naszej galaktyki – podkreśla w rozmowie z agencją Newseria Innowacje dr hab. Łukasz Wyrzykowski z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego.

Europejski teleskop kosmiczny Gaia zbiera dane, aby tworzyć wysokiej rozdzielczości mapy 3D ponad miliarda gwiazd. To tylko około 1 proc. galaktycznej populacji gwiazd. Ze swojego położenia w punkcie L2 Lagrange’a Gaia może obserwować całe niebo, a te niezwykle precyzyjne pomiary pozycji gwiazd pozwoliły naukowcom dowiedzieć się więcej o strukturach galaktyk takich jak Droga Mleczna oraz o ich ewolucji w czasie. Znaczenie odkryć teleskopu jest ogromne. Prof. Martin Barstow z Uniwersytetu w Leicester w Wielkiej Brytanii określił, że dane pochodzące z teleskopu Gaia są jak tsunami przechodzące przez astrofizykę.

– Misja Gaia zbierając coraz więcej danych, coraz dokładniej mierzy pozycje gwiazd, więc jest w stanie coraz lepiej określić ich położenia. Te mapy stają się coraz lepsze. I to nie jest ostatnie słowo Gai, w tym roku opublikowaliśmy mapę opartą na trzech latach operacji misji. Misja będzie operować jeszcze przez dobrych kilka lat, więc będą one coraz lepsze. W tej chwili jest to najlepsza mapa, jaką astronomowie mają do dyspozycji – ocenia dr hab. Łukasz Wyrzykowski.

Nowa mapa zawiera szczegółowe informacje o ponad 1,8 mld źródeł wykrytych przez sondę kosmiczną Gaia. Oznacza to wzrost o ponad 100 mln źródeł w porównaniu z poprzednią publikacją danych (Gaia DR2), która została upubliczniona w kwietniu 2018 roku. W przypadku 1,5 mld gwiazd Gaia zarejestrowała ich odległość i ruch na boki. Podobna liczba ma skatalogowane swoje kolory, co jest ważne dla poznania właściwości takich jak temperatura, skład i wiek.

– To najdokładniejsza mapa pozycji gwiazd i to w trójwymiarze. Znamy nie tylko położenia, ale też odległości gwiazd, ich prędkości. To ogrom danych, mamy do zbadania 2 mld obiektów. Dzięki temu jesteśmy w stanie dużo więcej dowiedzieć się na temat naszej galaktyki, jak jest zbudowana, z czego się składa, gdzie gwiazdy podążają, które poruszają się szybciej, które wolniej, które z nich narodziły się dopiero co, a które pochodzą z innych galaktyk. Takie rzeczy jesteśmy w stanie dopiero teraz dzięki tej mapie powiedzieć – wymienia ekspert.

Nowe dane z Gai pozwoliły astronomom prześledzić różne populacje starszych i młodszych gwiazd na samym skraju naszej galaktyki. Modele komputerowe przewidywały, że dysk Drogi Mlecznej będzie z czasem powiększał się, gdy pojawią się nowe gwiazdy. Nowe dane pozwalają zobaczyć np. relikty dysku sprzed 10 mld lat, a tym samym określić jego rozmiar w porównaniu z obecnym.

– Misja Gaia przesyła codziennie pewną porcję danych, które są analizowane. Nas w szczególności interesują rzeczy, które pojawiły się na tym niebie dopiero co, czyli np. wybuchła supernowa albo pojawiła się nowa gwiazda, albo inna zgasła. Te rzeczy chcemy jak najszybciej wykryć, żeby później za pomocą teleskopów naziemnych prowadzić dokładniejsze badania tych obiektów. Te obiekty trwają czasem kilka dni, czasami znikają po miesiącu, więc mamy krótkie okno czasu, żeby móc je zbadać – tłumaczy Łukasz Wyrzykowski.

Teleskop Gaia został wystrzelony w 2013 roku i ma przed sobą jeszcze cztery lata pracy, znacznie więcej, niż wcześniej przewidywano. Ciągłość obserwacji może przynieść kolejne przełomowe odkrycia. Nad przetwarzaniem pochodzących z niego danych pracują także Polacy.

– Naszą grupę w szczególności interesują czarne dziury, których powinny być miliony w Drodze Mlecznej, a znamy ich jedynie kilkadziesiąt. Wykorzystujemy właśnie tę superprecyzję misji Gaia, żeby zaobserwować subtelne zmiany w położeniu gwiazd wywołane przez obecność czarnych dziur – wskazuje dr hab. Łukasz Wyrzykowski.