Gaian luettelo 3 julkaistiin

ESAn Gaia-observatorio on vuodesta 2013 lähtien kartoittanut galaksiamme Lagrange-pisteestä 2 ja luonut Linnunradan tarkimman ja täydellisimmän moniulotteisen kartan. Tähän mennessä on julkaistu kaksi täyttä dataluetteloa, ensimmäinen vuonna 2016 ja toinen vuonna 2018. Nämä julkaisut sisälsivät muun muassa tähtien paikkoja, etäisyyksiä, liikkeitä taivaalla ja väritietoja. Nyt (13.6.2022) julkaistu on ​​kolmas ja täydellinen luettelo. Tämä luettelo sisältää entistä enemmän ja tarkennettua tietoa lähes 2 miljardista tähdestä, Aurinkokunnan kappaleista ja galaksin ulkopuolisista kohteista. Se sisältää myös säteittäiset nopeudet 33 miljoonalle tähdelle, mikä on viisinkertainen lisäys datajulkaisuun 2.

1. Säteittäinen nopeus 

ESAn Gaia-tietojulkaisu 3 näyttää meille nopeuden, jolla yli 30 miljoonaa Linnunradan kohdetta (suurimmaksi osaksi tähtiä) liikkuu meitä kohti tai pois meistä. Tätä kutsutaan "säteittäisnopeudeksi". 

Näköviivaa pitkin projisoituvan kiekon pyöriminen näkyy kirkkaiden (liikkuvat meistä poispäin) ja tummien alueiden (liikkuvat meitä kohti) vuorottelusta. Useat kohteet, joiden säteittäinen nopeus poikkeaa lähiympäristöstään, näkyvät kontrastina. 

Suuret ja pienet Magellanin pilvet (LMC ja SMC) näkyvät kirkkaina täplinä kuvan oikeassa alakulmassa. Jousimies-kääpiögalaksi näkyy himmeänä näennäispystysuuntaisena juovana Galaktisen keskuksen alapuolella. Useat pallomaiset klusterit näkyvät kuvassa pieninä pisteinä, kuten 47 Tucanae, tumma piste SMC:n välittömässä vasemmalla puolella.

2. Säteittäinen nopeus ja oikea liike

Tämä taivaskartta näyttää Linnunradan nopeuskentän noin 26 miljoonalle tähdelle. Värit osoittavat tähtien säteittäiset nopeudet tähtäysviivalla. Sininen näyttää ne taivaan osat, joissa tähtien keskimääräinen liike on meitä kohti ja punaiset alueet, joissa keskimääräinen liike on meistä poispäin. Kuvassa näkyvät viivat jäljittelevät taivaalle projisoitujen tähtien liikettä (oikea liike). Nämä viivat osoittavat, kuinka tähtien nopeuden suunta vaihtelee galaktisten leveys- ja pituusasteiden mukaan. Suuret ja pienet Magellanin pilvet (LMC ja SMC) eivät ole näkyvissä, koska tämän kuvan tekemiseen valittiin vain tähdet, joiden etäisyydet ovat hyvin määritellyt. 

3. Tähtienvälinen pöly

Gaia ei vain kartoita galaksimme tähtiä, vaan kertoo meille, mitä tähtien välissä on. Tähtien välinen tila ei ole tyhjä, vaan täynnä pöly- ja kaasupilviä, joista tähdet syntyvät. 

Tähtien sijainnin ja niiden hajallaan olevan valon tarkkojen mittausten avulla Gaia antaa meille mahdollisuuden kartoittaa tähtienvalon absorptiota tähtienväliseen väliaineeseen. Nämä kartat tarjoavat meille tärkeitä vihjeitä tähtien, galaksien muodostumisen fyysisistä mekanismeista ja kotigalaksimme historiasta.

Tämä kartta näyttää Linnunradan täyttävän tähtienvälisen pölyn. Galaktisen tason keskellä mustina olevat tummat alueet ovat alueita, joissa paljon tähtienvälistä pölyä haalistuu keltaiseksi pölyn määrän vähetessä. Galaktisen tason ylä- ja alapuolella olevat tummansiniset alueet ovat alueita, joissa pölyä on vähän.

4. Kemiallinen kartta

Mistä tähdet on tehty, voivat kertoa heidän syntymäpaikastaan ​​ja matkastaan ​​sen jälkeen ja siten myös Linnunradan historiasta. Tämän päivän tietojulkaisun myötä Gaia tuo meille galaksin kemiallisen kartan. 

Gaian avulla näemme, että jotkut galaksimme tähdet koostuvat vain kevyistä alkuaineesta, kun taas toiset, kuten Aurinkomme, on ainetta, jota aikaisemmat tähtien sukupolvet ovat rikastaneet. Tähdet, jotka ovat lähempänä galaksimme keskustaa ja tasoa, ovat metallirikkaampia kuin suuremmilla etäisyyksillä olevat tähdet. 

Tämä koko taivas -näkymä näyttää näytteen Linnunradan tähdistä Gaian julkaisussa 3. Väri osoittaa tähtien metallisuuden. Punaisemmissa tähdissä on enemmän metalleja.

 

Mitä uutta datajulkaisussa 3 on?

Gaian julkaisu 3 sisältää uusia ja parannettuja yksityiskohtia lähes kahdesta miljardista galaksissamme olevasta tähdestä. Luettelo sisältää uutta tietoa, mukaan lukien kemialliset koostumukset, tähtien lämpötilat, värit, massat, iät ja nopeus, jolla tähdet liikkuvat meitä kohti tai pois meistä (radiaalinen nopeus). Suurin osa tästä tiedosta paljastui äskettäin julkaistuista spektroskopiatiedoista. Tiedot sisältävät myös erityisiä kohteita, kuten muuttuvat tähdet.

Uutta tässä tietojoukossa on myös tähän mennessä laajin kaksoistähtien luettelo, tuhansia Aurinkokunnan kohteita, kuten asteroideja ja planeettojen kuita, sekä miljoonia galakseja ja kvasaareita Linnunradan ulkopuolella. 

Tähtijäristykset

Yksi yllättävimmistä uusista tiedoista tulleista löydöistä on, että Gaia pystyi havaitsemaan tähtijäristyksiä – pieniä liikkeitä tähden pinnalla – jotka muuttavat tähtien muotoja, mitä varten observatoriota ei alun perin rakennettu.

Aiemmin Gaia löysi jo säteittäisiä värähtelyjä, jotka saavat tähdet turpoamaan ja kutistumaan ajoittain säilyttäen samalla pallomaisen muotonsa. Mutta Gaia on nyt havainnut myös muita värähtelyjä, jotka ovat kuin laajamittaisia ​​tsunameita. Nämä ei-säteittäiset värähtelyt muuttavat tähden globaalia muotoa ja ovat siksi vaikeampia havaita.

Gaia löysi voimakkaita ei-radiaalisia tähtijäristyksiä tuhansista tähdistä. Kerätyista tiedoista paljastui myös sellaisia ​​värähtelyjä tähdissä, joita on harvoin aikaisemmin nähty. Nykyisen teorian mukaan näissä tähdissä ei pitäisi olla järistyksiä, mutta Gaia havaitsi niitä.

"Tähtijäristykset opettavat meille paljon tähdistä, erityisesti niiden sisäisestä toiminnasta. Gaia avaa kultakaivoksen massiivisten tähtien "asteroseismologialle", sanoo Conny Aerts Belgian KU Leuvenista, joka on Gaia-yhteistyön jäsen.

Tähtien DNA

Mistä tähdet on tehty, voivat kertoa heidän syntymäpaikastaan ​​ja matkastaan ​​sen jälkeen ja siten myös Linnunradan historiasta. Tämän päivän luettelojulkaisun myötä Gaia paljastaa galaksin suurimman kemiallisen kartan yhdistettynä 3D-liikkeisiin Aurinkokunnan naapurustosta pienempiin Linnunrataa ympäröiviin galakseihin asti.

Jotkut tähdet sisältävät enemmän metalleja kuin toiset. Alkuräjähdyksen aikana muodostui vain kevyitä alkuaineita (vetyä ja heliumia). Kaikkia muita alkuaineita tähtitieteilijät kutsuvat. Kun (isot) tähdet muuttuvat supernoviksi, ne vapauttavat näitä metalleja tähtien väliseen kaasuun ja pölyyn, jota kutsutaan tähtienväliseksi väliaineeksi, ja josta muodostuu uusia tähtiä. Aktiivinen tähtien muodostuminen ja supernovat johtavat metallirikkaampaan ympäristöön. Siksi tähden kemiallinen koostumus on tähtien DNA:ta, mikä antaa meille tärkeitä tietoja sen alkuperästä. 

Tähdet, jotka sijaitsevat lähempänä galaksimme keskustaa ja tasoa, ovat metallirikkaampia kuin suuremmilla etäisyyksillä olevat tähdet. Gaian tiedoista tunnistettiin myös tähdet, jotka alun perin tulivat eri galakseista kuin omamme, niiden kemiallisen koostumuksen perusteella.

"Galaksimme on kaunis tähtien sulatusuuni", sanoo Alejandra Recio-Blanco Observatoire de la Côte d'Azurista Ranskasta, joka on jäsen Gaia-yhteistyöhön. 

”Tämä monimuotoisuus on erittäin tärkeä, koska se kertoo meille tarinan galaksimme muodostumisesta. Se paljastaa migraatioprosessit galaksissamme ja kertymistä ulkoisista galakseista. Se osoittaa myös selvästi, että Aurinkomme ja me kaikki kuulumme jatkuvasti muuttuvaan järjestelmään, joka on muodostunut eri alkuperää olevien tähtien ja kaasujen kokoonpanon ansiosta.”

Kaksoistähdet, asteroidit, kvasaarit ja paljon muuta

Muut tänään julkaistut paperit heijastavat Gaian löytöpotentiaalin laajuutta ja syvyyttä. Uusi kaksoistähtiluettelo esittelee yli 800 tuhannen binäärijärjestelmän massan ja evoluution, kun taas uusi asteroiditutkimus, joka käsittää 156 tuhatta kivikappaletta, kaivautuu syvemmälle Aurinkokuntamme alkuperää. Gaian luettelo paljastaa myös tietoa 10 miljoonasta muuttuvasta tähdestä, salaperäisistä makromolekyyleistä tähtien välillä sekä kvasaareista ja galakseista oman kosmisen naapurustomme ulkopuolella.

"Toisin kuin muut tehtävät, jotka kohdistuvat tiettyihin objekteihin, Gaia on tutkimustehtävä. Tämä tarkoittaa, että tutkiessaan koko taivasta miljardeilla tähdillä useita kertoja Gaia tekee väistämättä löytöjä, jotka muut omistautuneemmat tehtävät jättäisivät huomaamatta. Tämä on yksi sen vahvuuksista, emmekä malta odottaa, että tähtitieteellinen yhteisö sukeltaa uusiin tietoihimme saadakseen tietää galaksistamme ja sen ympäristöstä vielä enemmän kuin olisimme voineet kuvitella", sanoo Timo Prusti, Gaian projektitutkija ESA:ssa.