Στις 19 Δεκεμβρίου 2013 το διαστημικό σκάφος Γαία (Gaia) της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας (ESA) έφτασε στο διάστημα για μία από τις πιο φιλόδοξες αποστολές που έγιναν ποτέ. Κατά τη διάρκεια της προγραμματισμένης πενταετούς αποστολής του (η οποία επεκτάθηκε πρόσφατα), αυτό το διαστημικό παρατηρητήριο θα χαρτογραφούσε πάνω από ένα δισεκατομμύριο αστέρια, πλανήτες, κομήτες, αστεροειδείς και κβάζαρ για να δημιουργήσει τον μεγαλύτερο και ακριβέστερο 3D κατάλογο του Γαλαξία μας.
Ο Γαλαξίας μας όπως τον είδε το Γαία μαζί με τους γειτονικούς γαλαξίες με βάση μετρήσεις σχεδόν 1,7 δισεκατομμυρίων άστρων
Τα πρώτα δεδομένα του Γαία δόθηκαν στη δημοσιότητα τον Σεπτέμβριο του 2016, και περιείχε τις αποστάσεις και τις κινήσεις πάνω από δύο εκατομμύρια άστρων. Αλλά τα δεύτερα δεδομένα που ελευθερώθηκαν στις 25 Απριλίου του 2018 , είναι ακόμη πιο εντυπωσιακά. Στην απελευθέρωση περιλαμβάνονται οι θέσεις, οι αποστάσεις και οι κινήσεις πάνω από ένα δισεκατομμύριο αστέρων, οι αστεροειδείς μέσα στο ηλιακό μας σύστημα, ακόμα και τα αστέρια πέρα από τον Γαλαξία.
Η προκαταρκτική ανάλυση των δεδομένων αυτών αποκάλυψε λεπτομέρειες για τα 1,7 δισεκατομμύρια αστέρια στο Γαλαξία και πώς κινούνται, κάτι που είναι απαραίτητο για την κατανόηση του πώς εξελίχθηκε ο Γαλαξίας μας με την πάροδο του χρόνου.
Η Γαία βρίσκεται επί του παρόντος σε μια πενταετή αποστολή για να χαρτογραφήσει τα αστέρια του Γαλαξία.
Η ακρίβεια των οργάνων του Γαία επέτρεψε μετρήσεις τόσο ακριβείς, ώστε να είναι δυνατόν ο διαχωρισμός της παράλλαξης των αστεριών – της φαινόμενης μετατόπισης που προκαλείται από την τροχιά της Γης γύρω από τον Ήλιο – από τις κινήσεις τους μέσω του Γαλαξία. Από τα 1,7 δισεκατομμύρια αστέρια που καταγράφηκαν, μετρήθηκαν και απαριθμήθηκαν τόσο η παράλλαξη όσο και η ταχύτητα (αντίστοιχη κίνηση) άνω των 1,3 δισεκατομμυρίων άστρων.
Εκτός από τις σωστές κινήσεις των αστεριών, ο κατάλογος παρέχει πληροφορίες για ένα ευρύ φάσμα θεμάτων που θα ενδιαφέρουν τους αστρονόμους και τους αστροφυσικούς. Αυτές περιλαμβάνουν τη φωτεινότητα και τις έγχρωμες μετρήσεις σχεδόν όλων των 1,7 δισεκατομμυρίων αστεριών που καταλογογραφήθηκαν, καθώς και πληροφορίες για το πώς μεταβάλλονται η φωτεινότητα και η αλλαγή του χρώματος για μισό εκατομμύριο μεταβλητά αστέρια με την πάροδο του χρόνου.
Περιέχει επίσης τις ταχύτητες επτά εκατομμυρίων αστέρων, των επιφανειακών θερμοκρασιών περίπου 100 εκατομμυρίων, καθώς επίσης πληροφορίες για αντικείμενα στο Ηλιακό μας Σύστημα, τα οποία περιλαμβάνουν τις θέσεις 14.000 γνωστών αστεροειδών (που θα επιτρέψουν τον ακριβή προσδιορισμό των τροχιών τους).
Πέρα από τον Γαλαξία, η αποστολή Γαία έλαβε τις ακριβέστερες μετρήσεις που έγιναν ποτέ των θέσεων μισού εκατομμυρίου μακρινών κβάζαρ – φωτεινών γαλαξιών που εκπέμπουν τεράστιες ποσότητες ενέργειας λόγω της παρουσίας μιας υπερμεγέθης μαύρης τρύπας στα κέντρα τους. Στο παρελθόν, τα κβάζαρ έχουν χρησιμοποιηθεί ως πλαίσιο αναφοράς για τις ουράνιες συντεταγμένες όλων των αντικειμένων του καταλόγου Γαία, που βασίζονται σε ραδιοκύματα.
Ωστόσο, αυτές οι πληροφορίες θα είναι τώρα διαθέσιμες και σε οπτικά μήκη κύματος για πρώτη φορά. Αυτό, και άλλες εξελίξεις που έγιναν δυνατές από τη Γαία, θα μπορούσαν να φέρουν επανάσταση στο πώς μελετάμε τον Γαλαξία μας και το Σύμπαν. Για παράδειγμα, έχουμε δημιουργήσει το πιο λεπτομερές διάγραμμα Hertzsprung-Russell των άστρων που έγινε ποτέ στον ουρανό και μπορούμε ήδη να εντοπίσουμε μερικές ενδιαφέρουσες τάσεις..
Το διάγραμμα Hertzsprung-Russell, το οποίο πήρε το όνομά του από τους δύο αστρονόμους που το επινόησαν στις αρχές του 20ου αιώνα, είναι θεμελιώδες για τη μελέτη των αστρικών πληθυσμών και της εξέλιξής τους. Με βάση τέσσερα εκατομμύρια αστέρια που επιλέχθηκαν από τον κατάλογο (τα οποία απέχουν μέχρι πέντε χιλιάδες έτη φωτός από τον Ήλιο), οι επιστήμονες ήταν σε θέση να αποκαλύψουν για πρώτη φορά πολλές λεπτομέρειες σχετικά με τα αστέρια πέρα από το ηλιακό μας σύστημα.
Μαζί με τις μετρήσεις των ταχυτήτων τους, το διάγραμμα της Γαίας Hertzsprung-Russell επιτρέπει στους αστρονόμους να διακρίνουν μεταξύ των πληθυσμών των αστεριών που είναι διαφορετικής ηλικίας, βρίσκονται σε διαφορετικές περιοχές του Γαλαξία (δηλαδή το δίσκο και το φωτοστέφανο). Αυτά περιλαμβάνουν γρήγορα κινούμενα αστέρια που προηγουμένως θεωρούνταν ότι ανήκουν στο φωτοστέφανο, αλλά είναι στην πραγματικότητα μέρος δύο αστρικών πληθυσμών.
Για ένα υποσύνολο άστρων σε αποστάσεις μερικών χιλιάδων έτη φωτός από τον Ήλιο, η Gaia μέτρησε την ταχύτητά τους και στις τρεις διαστάσεις. Από αυτό, έχει διαπιστωθεί ότι ακολουθούν ένα παρόμοιο πρότυπο με αστέρια που περιστρέφονται γύρω από τον Γαλαξία με παρόμοιες ταχύτητες. Η αιτία αυτών των μοτίβων θα αποτελέσει αντικείμενο μελλοντικής έρευνας, διότι δεν είναι σαφές εάν το γεγονός αυτό προκλήθηκε από τον ίδιο τον γαλαξία μας ή είναι το αποτέλεσμα αλληλεπιδράσεων με μικρότερους γαλαξίες που συγχωνεύθηκαν με μας στο παρελθόν.
Τέλος, τα δεδομένα της Γαία θα χρησιμοποιηθούν για να μάθουμε περισσότερα για τις τροχιές των 75 σφαιρικών σμηνών και 12 νάνων γαλαξιών που περιστρέφονται γύρω από τον Γαλαξία. Αυτές οι πληροφορίες θα ρίξουν περαιτέρω φως στην εξέλιξη του Γαλαξία μας, στις βαρυτικές δυνάμεις που τον επηρεάζουν και στον ρόλο που διαδραματίζει η σκοτεινή ύλη.
Η τρίτη αποδέσμευση των δεδομένων της Γαίας προγραμματίζεται να πραγματοποιηθεί στα τέλη του 2020, με τον τελικό κατάλογο να δημοσιεύεται στη δεκαετία του 2020. Εν τω μεταξύ, έχει ήδη εγκριθεί παράταση για την αποστολή Gaia , η οποία θα παραμείνει σε λειτουργία μέχρι το τέλος του 2020 (που θα επιβεβαιωθεί στο τέλος του τρέχοντος έτους).
