Pierwszy rok obserwacji naukowych sondy GAIA

stellar_density_map

W ubiegły piątek – 21. sierpnia – sonda Gaia zakończyła pierwszy rok obserwacji naukowych w ramach katalogowania miliarda gwiazdy w naszym otoczeniu.

Sonda została wystrzelona w przestrzeń kosmiczną 19. grudnia 2013 roku i po sześciu miesiącach spędzonych na sprawdzaniu systemów na orbicie, rozpoczęła obserwacje naukowe w dniu 25 lipca 2014 roku. Znajdująca się w punkcie Lagrange’a L2, w odległości 1.5 mln km od Ziemi, sonda Gaia kataloguje gwiazdy i wiele innych obiektów astronomicznych obracając się wokół własnej osi. Wielokrotne pomiary pozycji gwiazd z niespotykaną dotąd dokładnością umożliwiają sondzie ustanie odległości do gwiazd i ich ruchu w Drodze Mlecznej.

Przez pierwsze 28 dni sonda Gaia działała w specjalnym trybie skanowania, który umożliwiał zebranie danych niezbędnych do wstępnej kalibracji systemu. Pod koniec tej fazy, 21. sierpnia 2014 roku sonda Gaia rozpoczęła główny program obserwacji.

Od rozpoczęcia podstawowej fazy badań, sonda zarejestrowała 272 miliardy pomiarów pozycyjnych lub astrometrycznych, 54.4 mld danych dotyczących jasności oraz 5.4 mld widm.

the_parallax_method_of_measuring_a_star_s_distance_node_full_image_2

Zespół sondy Gaia pracowicie spędził cały rok na przetwarzaniu i analizowaniu danych, które będą tworzyć główny produkt misji – potężne publiczne katalogi pozycji, odległościu, ruchów oraz innych własności ponad miliarda gwiazd. Z uwagi na ogromne ilości danych oraz ich złożoność, taka analiza wymaga dużej pracy ze strony ekspertów oraz developerów oprogramowania rozprzestrzenionych w całej Europie.

„Pozostał zaledwie rok do pierwszej publikacji danych zebranych przez sondę Gaia. Będzie to roboczy katalog, a jego publikacja planowana jest na lato 2016 roku. Pierwszy rok już za nami, a więc jesteśmy na półmetku i możemy przedstawić kilka wstępnych zestawów danych, aby potwierdzić, że sonda działa prawidłowa, a obróbka danych postępuje zgodnie z planem.”

Dla przykładu zespół Gaia był w stanie zmierzyć paralaksę dla początkowej próbki dwóch milionów gwiazd.

Dla każdej z gwiazd wykonano 14 pomiarów, jednak zazwyczaj nie jest to wystarczająca liczba, aby oddzielić paralaksę od ruchu własnego. Dlatego też naukowcy połączyli dane z sondy Gaia z pozycjami z katalogu Tycho-2 opartego na pomiarach wykonanych w latach 1989-1993 przez poprzednika Gai – satelitę Hipparcos. To jednak ogranicza liczbę gwiazd do dwóch milionów z ponad miliarda, które Gaia zdążyła już zaobserwować.

Im gwiazda znajduje się bliżej Słońca, tym większa jej paralaksa – dzięki temu paralaksę można wykorzystać, aby określić odległość danej gwiazdy od Słońca. Następnie odległość może być wykorzystana do zamiany widzialnej jasności gwiazdy na jej jasność absolutną.

Po wykonaniu wszystkich powyższych obliczeń astronomowie umieszczają wyniki na wykresie jasności absolutnej względem temperatury – szacowanej z barwy danej gwiazdy – tworząc tym samym ‚diagram Hertzsprunga-Russella’, zwany tak od nazwisk dwóch dwudziestowiecznych naukowców, którzy odkryli, że taki diagram można wykorzystać do zrozumienia ewolucji gwiazd.

gaia_s_first_hertzsprung-russell_diagram

„Nasz pierwszy diagram H-R z jasnościami absolutnymi opartymi na danych z pierwszego roku obserwacji sondy Gaia oraz katalogu Tycho-2 oraz z informacjami o barwie z obserwacji naziemnych daje nam przedsmak tego czego dostarczy nam misja w nadchodzących latach,” mówi Lennart Lindegren, profesor z University of Lund (Szwecja) i jeden z pierwszych pomysłodawców misji Gaia.