Europejska Agencja Kosmiczna opublikowała najnowszą mapę nieba stworzoną na podstawie danych misji Gaia. Niezwykle precyzyjna mapa ma objętość 1 petabajta i zawiera szczegółowe dane o 2 miliardach gwiazd naszej Galaktyki. W pracach misji uczestniczą astronomowie z Uniwersytetu Warszawskiego.

Gaia to rozpoczęta w grudniu 2013 roku misja Europejskiej Agencji Kosmicznej (European Space Agency – ESA). Polska należy do ESA od 2012 roku. Głównym celem misji Gaia jest wielokrotne zeskanowanie całego nieba z niespotykaną do tej pory precyzją i wyznaczenie trójwymiarowej mapy nieba skupiającej się na gwiazdach naszej Galaktyki.

Gaia mierzy jasności i położenia miliardów gwiazd i jest w stanie wykryć subtelne zmiany w nich zachodzące. Instrumenty misji są tak precyzyjne, że gdybyśmy obserwowali nimi z Ziemi powierzchnię Księżyca, moglibyśmy wyznaczyć rozmiary znajdujących się tam obiektów wielkości zaledwie złotówki.

Przełomowy katalog

ESA opublikowała pierwszy wstępny katalog danych Gaia już w 2016 roku, jednak dopiero drugi, pełniejszy katalog z 2018 roku okazał się przełomowy. Wyznaczone przez misję Gaia pozycje gwiazd stały się podstawowym układem odniesienia w kartografii niebieskiej i służą do kalibrowania fotografii nieba wykonywanych przez inne projekty. Od 2018 roku powstało już prawie 4000 prac naukowych wykorzystujących dane misji Gaia. Ich przełomowość zaznaczyła się w niemal wszystkich dziedzinach astronomii, od badań planet i asteroid, przez gwiazdy, strukturę naszej Drogi Mlecznej, aż po odległe galaktyki.

W pracach zespołu misji Gaia uczestniczą astronomowie z całej Europy. Dr hab. Łukasz Wyrzykowski dołączył do niego w 2008 roku podczas stażu podoktorskiego na Uniwersytecie w Cambridge w Wielkiej Brytanii. Obecnie w Obserwatorium Astronomicznym Uniwersytetu Warszawskiego prowadzi własną grupę młodych naukowców zaangażowanych w projekt Gaia, zdobywając polskie i europejskie granty umożliwiające jej działanie.

Praca naukowców Obserwatorium Astronomicznego UW

Dzięki ogromnej precyzji pomiarów gwiazd katalog Gaia EDR3 umożliwił po raz pierwszy bezpośrednie zarejestrowanie efektu ruchu orbitalnego Słońca wokół Centrum Galaktyki. Okres orbitalny Słońca to około 230 milionów lat, dlatego efekt ten jest bardzo mały i dopiero Gaia była w stanie go zarejestrować. Źródło: ESA/Gaia/DPAC. Licencja: CC BY-SA 3.0 IGO

– Moim głównym zadaniem w misji Gaia było zaprojektowanie systemu do wykrywania zjawisk krótkotrwałych zachodzących na niebie, głównie rozbłysków takich jak wybuchy supernowych, ale też nagłego zanikania blasku gwiazd – opowiada dr hab. Wyrzykowski –  System ten codziennie wysyła astronomom na całym świecie dziesiątki alertów o różnych zjawiskach, natomiast my w OA szczegółowo zajmujemy się tymi pojaśnieniami, które mogą być wywołane przez soczewkujące czarne dziury. Soczewkujące, czyli takie, które jako masywne obiekty zaginają czasoprzestrzeń i niczym soczewka wzmacniają światło odległych gwiazd – wyjaśnia astronom.

Najciekawsze zjawiska astrofizyczne wykryte przez system są później śledzone za pomocą sieci robotycznych i tradycyjnych teleskopów koordynowanej przez dr. hab. Wyrzykowskiego.

– Każdy teleskop na świecie jest przydatny, gdyż nasze zjawiska mogą niespodziewanie pojawić się w dowolnym miejscu na niebie – dodaje dr Paweł Zieliński, który pracuje w Obserwatorium Astronomicznym UW.

– Połączenie danych z obserwacji naziemnych oraz rewelacyjnych danych misji Gaia umożliwi nam po raz pierwszy zidentyfikować soczewkujące czarne dziury, które mogą znajdować się tuż za rogiem w naszej Galaktyce – tłumaczy Katarzyna Kruszyńska, doktorantka w Obserwatorium Astronomicznym UW.

Wyczekiwany EDR3

Na opublikowany dzisiaj katalog astronomowie czekali z niecierpliwością. Katalog zwany w skrócie EDR3 (Early Data Release 3) zawiera dane z trzech lat działania misji. Jest dużo obszerniejszy niż ten z 2018 roku, a pomiary dla 2 miliardów gwiazd są co najmniej dwukrotnie dokładniejsze. Podobnie jak w przypadku poprzedniego katalogu, astronomowie spodziewają się, że dzięki jeszcze większej precyzji danych ujawnią kolejne tajemnice Galaktyki i Wszechświata.

Nie jest to jednak ostatnie słowo misji Gaia. ESA planowała zakończyć działanie satelity już w połowie 2019 roku, jednak zapasy paliwa pozwolą mu działać jeszcze dłużej, prawdopodobnie do 2024 roku.

Prace zespołu są finansowane przez granty Narodowego Centrum Nauki (Harmonia i Daina) oraz granty Komisji Europejskiej (OPTCON i ORP) w ramach programu Horyzont 2020.