Teleskop kosmiczny Gaia wstrząsa flagą ast

Europejska misja kosmiczna Gaia wygenerowała bezprecedensową ilość nowych, ulepszonych i szczegółowych danych dotyczących prawie dwóch miliardów obiektów w Drodze Mlecznej i otaczającym ją wszechświecie. Poniedziałkowa publikacja danych Gaia 3 zrewolucjonizowała naszą wiedzę o Układzie Słonecznym, Drodze Mlecznej i jej galaktykach.

Misja kosmiczna ESA Gaia buduje trójwymiarową mapę naszej Drogi Mlecznej w ultrawysokiej rozdzielczości, obserwując prawie dwa miliardy gwiazd, czyli mniej więcej jeden procent wszystkich gwiazd w naszej galaktyce. Gaia została uruchomiona w grudniu 2013 roku i zbierała dane naukowe od lipca 2014 roku. W poniedziałek 13 czerwca ESA opublikowała dane Gaia w Data Release 3 (DR3). Fińscy naukowcy byli mocno zaangażowani w wydanie.

Dane Gaia pozwalają na przykład wyznaczyć orbity asteroid i egzoplanet oraz właściwości fizyczne. Dane pomagają ujawnić pochodzenie i ewolucję Układu Słonecznego i Drogi Mlecznej w przyszłości oraz pomagają zrozumieć ewolucję systemu gwiezdnego i planet oraz nasze miejsce we wszechświecie.

Gaia obraca się powoli wokół własnej osi w ciągu około sześciu godzin i składa się z dwóch optycznych teleskopów kosmicznych. Trzy instrumenty naukowe umożliwiają precyzyjne określenie pozycji i prędkości gwiazd, a także właściwości spektralnych. Gaia znajduje się 1,5 miliona kilometrów od Ziemi w kierunku przeciwnym do Słońca, krążąc wokół Słońca z Ziemią w pobliżu tak zwanego punktu Lagrange’a L2 Słońce-Ziemia.

Gaia DR3 13 czerwca 2022 roku była misją astronomiczną. Przy użyciu DR3 opublikowano około 50 artykułów naukowych, z których dziewięć poświęconych jest podkreśleniu wyjątkowo dużego potencjału DR3 dla przyszłych badań.

Nowe dane DR3 obejmują na przykład skład chemiczny, temperatury, kolory, masy, jasność, wiek i prędkości radialne gwiazd. DR3 zawiera największy katalog gwiazd podwójnych Drogi Mlecznej, ponad 150 000 obiektów Układu Słonecznego, głównie asteroidy, ale także satelity planet, a także miliony galaktyk i kwazarów poza Drogą Mleczną.

Jest tak wiele rewolucyjnych osiągnięć, że trudno je zdefiniować. W oparciu o Gaia DR3 fińscy naukowcy zmienią postrzeganie asteroid w naszym Układzie Słonecznym, egzoplanet i gwiazd w naszej Drodze Mlecznej, a także samych galaktyk, w tym Drogi Mlecznej i jej galaktyk satelitarnych. Wracając na naszą ojczystą planetę, Gaia stworzy ultradokładny układ odniesienia do nawigacji i pozycjonowania, mówi profesor akademii Kari Mononen z Uniwersytetu w Helsinkach.

Gaia i asteroidy

Dziesięciokrotny wzrost liczby asteroid odnotowanych w Gaia DR3 w porównaniu z DR2 oznacza, że ​​nastąpił znaczny wzrost liczby bliskich spotkań między asteroidami wykrytymi przez Gaia. Te bliskie spotkania mogą zostać wykorzystane do oszacowania masy asteroid i spodziewamy się znacznego wzrostu liczby mas asteroid, które zostaną uzyskane za pomocą astrometrii Gaia DR3, w szczególności w połączeniu z astrometrią uzyskaną przez inne teleskopy.

W tradycyjnych obliczeniach orbity planetoidy zakłada się, że planetoida jest ciałem punktowym i nie uwzględnia się jej wielkości, kształtu, rotacji i właściwości rozpraszania światła na powierzchni. Jednak astrometria Gaia DR3 jest tak dokładna, że ​​należy obliczyć przemieszczenie kątowe między środkiem masy asteroidy a środkiem obszaru oświetlonego słońcem widocznego dla Gai. Na podstawie Gaia DR3 przyjęto przesunięcie dla asteroidy (21) Lutetia (ryc. 2). Misja kosmiczna ESA Rosetta sfotografowała Lutetia w locie 10 lipca 2010 roku. Za pomocą zdjęć Rosetta Lutetia i ziemskich obserwacji astronomicznych wyprowadzono okres rotacji, orientację bieguna obrotowego i szczegółowy model kształtu. Gdy modelowanie fizyczne zostanie włączone do obliczeń orbitalnych, błędy systematyczne są usuwane i, w przeciwieństwie do obliczeń konwencjonalnych, wszystkie obserwacje można włączyć do rozwiązania orbitalnego. W ten sposób astrometria Gaia dostarcza informacji o fizycznych właściwościach asteroid. Własności te powinny być brane pod uwagę przy użyciu modeli fizycznych lub empirycznych modeli błędów dla astrometrii.

Gaia DR3 po raz pierwszy obejmuje obserwacje spektroskopowe. Widmo mierzy kolor celu, co oznacza jasność przy różnych długościach fal. Szczególnie interesującą cechą jest to, że nowa wersja zawiera około 60 000 widm asteroid w naszym Układzie Słonecznym (ryc. 3). Widmo asteroid zawiera informacje o ich składzie, a tym samym o ich pochodzeniu i ewolucji całego Układu Słonecznego. Przed Gaia DR3 dostępnych było tylko kilka tysięcy widm asteroid, więc Gaia podwoi ilość danych o ponad rząd wielkości.

Gaja i planety zewnętrzne

Oczekuje się, że Gaia doprowadzi do odkryć do 20 000 gigantycznych egzoplanet, mierząc wpływ ich grawitacji na ruch ich gwiazd macierzystych. Umożliwi to znalezienie w nadchodzących latach praktycznie wszystkich egzoplanet podobnych do Jowisza w sąsiedztwie Słońca i określenie, jak powszechne są struktury podobne do Układu Słonecznego. Pierwszym takim odkryciem przez Gaia Astronomical Scale była gigantyczna egzoplaneta wokół Epsilon Indy A, która odpowiada najbliższej egzoplanecie podobnej do Jowisza, znajdującej się zaledwie 12 lat świetlnych od nas. Pierwsze z tych odkryć jest możliwe, ponieważ przyspieszenie obserwowane w badaniach prędkości radialnych można połączyć z danymi ruchu z Gai w celu określenia orbit i mas planet.

Gaia i galaktyki

Mikrosekundowa rozdzielczość Gaia DR3 zapewnia dokładne pomiary ruchu gwiazd, nie tylko w obrębie naszej Drogi Mlecznej, ale także wielu otaczających ją galaktyk satelitarnych. Poprzez ruch gwiazd w samej Drodze Mlecznej możemy dokładnie zmierzyć ich masy, a przy odpowiednim ruchu satelitów możemy teraz dokładnie określić ich orbity. To pozwala nam spojrzeć w przeszłość i przyszłość systemu Drogi Mlecznej. Na przykład możemy dowiedzieć się, które galaktyki otaczające Drogę Mleczną są prawdziwymi satelitami, a które właśnie przez nią przechodzą. Możemy również sprawdzić, czy ewolucja Drogi Mlecznej jest zgodna z modelami kosmologicznymi, a w szczególności, czy orbity satelity pasują do standardowego modelu ciemnej materii.

Gaia i ramy odniesienia

Międzynarodowy niebieski układ odniesienia, ICRF3, opiera się na pozycji kilku tysięcy kwazarów określonej za pomocą bardzo długiej interferometrii fundamentalnej (VLBI) na długościach fal radiowych. ICRF3 służy do uzyskiwania współrzędnych ciał niebieskich i wyznaczania orbit satelitów. Kwazary ICRF3 są również stałymi punktami na niebie, które można wykorzystać do określenia dokładnego kierunku Ziemi w kosmosie w dowolnym momencie. Bez tych informacji na przykład pozycjonowanie satelitarne nie będzie działać.

Dane Gaia zawierają około 1,6 miliona kwazarów, które można wykorzystać do stworzenia dokładniejszego niebieskiego układu odniesienia w świetle widzialnym zamiast obecnego. W przyszłości wpłynie to na dokładność pozycjonowania satelitów i pomiarów satelitarnych eksploracji Ziemi.

– Znaczenie DR3 i przyszłych publikacji danych polega na poprawie dokładności dzięki większej ilości danych, podsumowuje profesor Marco Potanina Z National Survey of Finland.

Dodatkowe informacje:

profesor akademii Kari MononenUniwersytet w Helsinkach, [email protected], +358 50415 5474, Asteroidy

Profesor Marko Potanen, National Land Survey of Finland, Fiński Instytut Badań Geoprzestrzennych FGI, [email protected], +358 40 7182152, ramy odniesienia

Adiunkt Mikael GranvikUniversity of Helsinki and Lulea University of Technology, [email protected], +358 50521 7209, Asteroids

Wykładowca, pracownik naukowy uczelni jesteś pentellaUniwersytet w Helsinkach, [email protected], +358 50524 0968, Asteroidy

Badacz uniwersytecki Mikko Tomi, Uniwersytet w Helsinkach, [email protected] +358 40500 7454, Egzoplanety i gwiazdy zmienne

Wykładowca, pracownik naukowy Akademii Tel Sawala, Uniwersytet w Helsinkach, [email protected], +358 440418000, Galaktyki i Kosmologia

Wydarzenie prasowe Uniwersytetu Helsińskiego Jaya DR3, 13 czerwca 2022 r.

• 10.30 Otwarcie, misja kosmiczna Gaia, Kari Moinonen
• 10.35 Małe ciała Układu Słonecznego, Mikael Granvik
• 10.45 Dyskusja
• 11.00 Wydarzenie centralne ESA
• 12.00 obiad
• 13.00 Cechy Gaia Data w wersji 3, Charakterystyka planetoid na podstawie fotometrii, Kari Moinonen
• 13.20 Masy planetoid według astronomii, Mikael Granvik
• 13.30 Klasyfikacje asteroid na podstawie spektroskopii, Antti Penttilä
• 13.40 Egzoplanety i gwiazdy zmienne, Miku Tomy
• 13.50 galaktyki do Swalaa
• 14.00 Ramy referencyjne, Markku Poutanen
• 14.10 Pytania i odpowiedzi, dyskusja, Ann Firke (przewodnicząca)
• 15.00 Wniosek, Kari Mononen

Nagrania z wydarzeń prasowych Jaya DR3 Uniwersytetu Helsińskiego:

https://www2.helsinki.fi/unitube/video/c47098cf-c15e-4569-a407-0c1c0865198b

spinki do mankietów:

Pełny przegląd zawartości Gaia DR3: https://www.cosmos.esa.int/web/gaia/dr3

Zestaw multimedialny do Gaia DR3: https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Gaia/Gaia_data_release_3_media_kit