„Gaia“ žemėlapiai 1,7 milijardo žvaigždžių, praplečia kosminį surašymą

Antruoju duomenų leidimu Europos kosmoso agentūros „Gaia“ palydovas nupiešė 1, 7 milijardo žvaigždžių ir iš naujo apibrėžė, kaip žiūrime į savo galaktiką.

Kiek žvaigždžių yra ten ir kiek jos nuo mūsų? Tikriausiai niekada nesužinosime viso vaizdo, tačiau dabar turime daug aiškesnę savo kosminės kaimynystės idėją. Balandžio 25 d. Europos astronomai paskelbė išsamiausią ir tiksliausią visų laikų žvaigždžių katalogą.

Turint duomenis iš 22 mėnesių stebėjimo iš jų „Gaia“ palydovo, antrąjį duomenų išleidimą (pramintą DR2) sudaro tikslūs daugiau nei 1, 3 milijardo žvaigždžių paralaksai (taigi ir atstumai) mūsų vietinėje Paukščių Tako dalyje, taip pat padėtys ir ryškumas. iš beveik 1, 7 milijardo žvaigždžių. Tai yra didžiulis šuolis, palyginti su misijos pirmuoju duomenų išleidimu 2016 m., Kuriame buvo 2 milijonai žvaigždžių atstumų. Pirmą kartą atstumai priklauso tik nuo paties „Gaia“ išmatavimų - DR1 juos reikėjo papildyti 1990 m. Epochos „Hipparcos“ palydovo duomenimis. Tačiau net ir šis didelis skaičius 1, 7 milijardo žvaigždžių sudaro tik šiek tiek daugiau nei 1% visų mūsų galaktikos žvaigždžių.

Grafinis „Gaia“ visų dangaus duomenų apie Paukščių Taką ir gretimas galaktikas vaizdas, pagrįstas beveik 1, 7 milijardo žvaigždžių matavimais. Žemėlapyje parodytas bendras žvaigždžių ryškumas ir spalvos, kurias ESA palydovas stebėjo kiekvienoje dangaus dalyje nuo 2014 m. Liepos mėn. Iki 2016 m. Gegužės mėn. Dėl papildomų duomenų, pateiktų 2-ajame duomenų leidime, šiame paveiksle yra mažiau artefaktų nei DR1 vaizde. taip pat papildoma informacija apie spalvas. Daugiau apie vaizdą skaitykite čia.
„Gaia“ duomenų apdorojimo ir analizės konsorciumas (DPAC) / A. Moitinho / AF Silva / M. Barros / C. Barata (Lisabonos univ., Portugalija) / H. Savietto (šakių tyrimai, Portugalija)

Parallakso tikslas

Žvaigždės juda ištisus metus dėl paralakso, kurį sukelia Žemės judėjimas aplink Saulę. Per metus mes matome žvaigždes šiek tiek skirtingais matymo kampais, todėl jos minutės elipsės formos juda aplink savo vidutinę padėtį. „Parallax“ yra būdas išmatuoti žvaigždžių atstumus per gryną geometriją, jei astronomai žino atstumą tarp Saulės ir Žemės. Bet paralaksai paprastai yra daug mažesni nei lanko sekunde - kuo toliau žvaigždė, tuo mažesni jos paralaksai. Kadangi dėl atmosferos neramumų žvaigždės „banguoja“, žvaigždžių paralaksai, esantys toliau nei kelios dešimtys šviesmečių, geriausiai matuojami iš kosmoso.

Vis dėlto, net iš kosmoso, astronomai vis tiek turi saugotis tikrųjų žvaigždžių judesių. Žvaigždės gali atrodyti pritvirtintos danguje be akies, bet jos bėgant laikui juda. (Labai nedaug žvaigždžių mėgėjams parodo tinkamą judesį; Barnardo žvaigždė yra viena garsių išimčių.) Žvaigždės judėjimas per dangų, vadinamas tinkamu judėjimu, kartu su jos judėjimu link Žemės ar toliau nuo žemės, vadinamu radialiniu greičiu, turi būti atsižvelgiama. išmatuoti paralaksus ir gali būti naudingi savaime nustatant žvaigždžių orbitas.

Gaia: Įžvalgos ir įžvalgos

„Gaia“ yra geriausias kada nors sukurtas instrumentas žvaigždžių paralakso matavimui. Po to, kai 2013 m. Gruodžio mėn. Buvo paleista iš Prancūzijos Gvianos nukreipta raketa „Sojuz“, ji nukrypo į Lagrango tašką L 2, 1, 5 milijono kilometrų toliau nuo Saulės nei Žemė. Palydovas nuolat sukasi aplink savo ašį, o du jo teleskopai nuskaito didelius apskritimus danguje, kiekvieną minutę stebėdami apie 100 000 žvaigždžių.

Optika tiekia tris instrumentus: vieną - astrometrijai (žvaigždžių padėčiai ir judesiui nustatyti), vieną - fotometrijai (žvaigždžių spalvoms matuoti), kitą - spektroskopijai (žvaigždžių radialiniam greičiui matuoti ir jų sudėčiai sužinoti). . Priemonės širdis yra CCD su 848 milijonais taškų, tai yra didžiausias skaitmeninis fotoaparatas, kada nors naudojamas kosmose.

Mokslininkai parengė šį Pieno kelio radialinio greičio žemėlapį, naudodamiesi Gaia DR2 duomenimis. Akivaizdus didelio masto galaktikos sukimasis.
DPAC / ESA

Antrasis duomenų leidimas

Hertzsprungo-Raselio diagrama, vaizduojanti žvaigždės spalvą pagal jos šviesumą, yra pagrindinė priemonė, naudojama žvaigždžių populiacijai ir jų evoliucijai tirti. Žvaigždė gyvena savo gyvenimo pradžią pagrindine seka. Mažesnės masės žvaigždės gyvenimą baigia kaip balti nykštukai, tuo tarpu masyvesnės žvaigždės išauga kaip milžinai prieš eidamos į supernovas. (Skaitykite daugiau apie tai, kaip astronomai supranta šį siužetą.) Šioje diagramoje pažymėta daugiau kaip 4 milijonai žvaigždžių per 5000 šviesmečių nuo Saulės, naudojant informaciją apie jų ryškumą, spalvą ir atstumą nuo antrosios duomenų išleidimo iš ESA Gaia palydovo.
„Gaia“ duomenų apdorojimo ir analizės konsorciumas (DPAC) / Carine Babusiaux (IPAG - Grenoblio Alpių universitetas, GEPI - Paryžiaus observatorija, Prancūzija)

Orbitos aplink Saulę metu Gaia apima visą dangų, matydama kiekvieną žvaigždę vėl ir vėl. DR2 padėtys ir paralaksai matuojami neregėtu ryškesnių žvaigždžių tikslumu 0, 00002 arklio sekundės tikslumu (0, 00007 arklio sekundės tikslumas tinkamam judesiui) ir 0, 002 arkos sekundės tikslumu žemiausioms tiriamosios populiacijos žvaigždėms (apie 21 amplitudė Gajos G juostoje, tarp 330 ir 1050 nm). Spektrometrijos dėka „Gaia DR2“ taip pat pateikia 76 milijonų žvaigždžių efektyviosios temperatūros, spindulio ir ryškumo įvertinimus, taip pat maždaug puse milijono kintamųjų žvaigždžių laiko matuojamus matavimus - vieną iš didžiausių turimų kintamųjų katalogų.

Arčiau žemės Gaia stebėjo apie 14 000 žinomų Saulės sistemos objektų, kurių dauguma buvo asteroidai, pateikdami matavimus, kurie leidžia tiksliau apskaičiuoti jų orbitas. Kitame atstumo skalės gale „Gaia“ duomenų bazėje taip pat yra daugiau nei 500 000 kvazarų padėtys ir ryškumas. Šie ekstragalaktiniai objektai yra taip toli, kad jų paralaksai yra beveik nuliai, todėl jie yra naudingi dangaus koordinačių sistemai, kuri naudojama visų kitų objektų Gaia kataloge apibrėžti.

Nors dauguma mokslinių atradimų tikimasi, kai astronomai pradės tyrinėti naujausią „Gaia“ leidimą, konsorciumas jau pasinaudojo tuo, kad patvirtintų katalogo kokybę, ir pakeliui rado daug žadančių netikėtumų.

Pavyzdžiui, Gaia mokslininkai sudarė išsamiausią kada nors padarytą žvaigždžių Hertzsprung-Russell diagramą ir išvedė 75 rutulinių spiečių ir 12 nykštukinių galaktikų, besisukančių aplink Pieno kelią, orbitas. Pagerintos „Gaia“ žvaigždžių padėtys taip pat padeda naršyti NASA erdvėlaivį „New Horizons“, kuris po garsiojo Plutono skrydžio 2015 m., Naujųjų metų dieną dabar eina į savo kitą lakūną Kuiperio juostoje.

DR2 nėra kelio pabaiga Gajai. Per ateinančius kelerius metus bus paskelbta daugiau duomenų, o galutinį „Gaia“ katalogą planuojama paskelbti 2022 m. Pabaigoje. Tai bus galutinis artimiausių ateities žvaigždžių katalogas, vaidinantis lemiamą vaidmenį daugelyje astronomijos sričių. Norint pilnai išnaudoti savo lobius, prireiks kartoms.


Peržiūrėkite animacinį 3D vaizdą iš dangaus, sukurto naudojant „Gaia DR2“ . Animacija prasideda nuo „Orion“ žvaigždyno centre; paskui judame link kaimyninio Tauro žvaigždyno ir į Hiadžių žvaigždžių spiečius. Animacijoje pirmiausia parodoma trimatė klasterio struktūra, tada rodomas animacinis būsimų žvaigždžių judesių vaizdas - tiek hiadose, tiek už jų ribų - atsižvelgiant į žvaigždžių dabartinius tinkamus judesius.


Peržiūrėkite kartu su DR2 paskelbtus mokslinius darbus.