Beste Karte der Milchstraße zeigt eine Milliarde Sterne in Bewegung

Die beste verfügbare Karte der Milchstraße wurde gerade besser. Das neueste Update des Gaia Space Observatory-das mehr als 1 Milliarde Sterne in der Galaxie verfolgt — liefert nicht nur ein statisches Bild, sondern ein bewegtes Bild davon, wie sich Sterne im Laufe der Zeit verschieben werden. Die Daten werden Studien untermauern, die von den Ursprüngen und der Entwicklung der Galaxie bis zur Lokalisierung ihrer dunklen Materie reichen.,

„Ich sehe noch ein anderes Projekt in der Astronomie-oder irgendeine Wissenschaft -, das einen solchen Einfluss auf einen so kurzen Zeitraum hatte“, sagt Amina Helmi, Astronomin an der Universität Groningen in den Niederlanden. „Meine Gruppe ist bereit zu gehen und sehr aufgeregt, um herauszufinden, was es über die Milchstraße zu entdecken und zu lernen.“Mithilfe von Daten, die Gaia 2018 veröffentlichte, haben Helmi und ihre Mitarbeiter die Bewegungen einer großen Anzahl von Sternen untersucht, um Beweise für galaktische Fusionen zu finden, die Milliarden von Jahren in der Vergangenheit stattgefunden haben.,

Gaia hob Ende 2013 ab und begann im Juli 2014, Sterne von einem 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernten Barsch aus zu beobachten. Die Sonde der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) scannt kontinuierlich den Himmel, während sie sich langsam auf sich selbst dreht, und hat jetzt die Positionen derselben Sterne mehrmals gemessen. Dies ermöglicht es Wissenschaftlern, die fast nicht wahrnehmbaren Bewegungen von Sternen in der Galaxie Jahr für Jahr zu verfolgen. Während Gaia die Sonne umkreist, ändert sich durch die sich ändernde Perspektive auch die scheinbare Position der Sterne um winzige Mengen — typischerweise um einen Winkel von Millionstel Grad., Diese Offsets können verwendet werden, um ihre Entfernung von unserem Sonnensystem mit einer Technik namens Parallaxe zu berechnen.

Die Art der von Gaia bereitgestellten Informationen ist das Brot und die Butter des Feldes. Insbesondere ohne eine zuverlässige Entfernungsmessung kann es schwierig sein, die Größe, das Alter und die Helligkeit eines Sterns zu erraten und daher seine Struktur und Entwicklung zu modellieren.

Forscher haben die beiden vorherigen Datensätze der Mission, die 2016 und 2018 veröffentlicht wurden, durchgesehen., Diese werden jetzt in der Literatur mit einer Rate von 3.000 Mal pro Jahr zitiert, nach Floor van Leeuwen, ein Astronom an der University of Cambridge, UK. Eine Website hat bisher 4,324 Refereedpapiere basierend auf Gaia-Daten katalogisiert. „Sie können sehen, wie sich der Einfluss von Gaia-Daten in der gesamten Astronomie ausbreitet“, sagt er.

Nachdem das neueste Update am 3. Dezember veröffentlicht wurde, begannen Astronomen über Kontrollen zu twittern, die sie an ihren Lieblingssternen durchgeführt hatten. „Es ist wie ein frühes Weihnachten für galaktische Astronomen“, twitterte Michelle Collins von der University of Surrey, Großbritannien., João Alves von der Universität Wien veröffentlichte Diagramme derselben Sternengruppe, um den neuesten Gaia-Datensatz mit dem vorherigen zu vergleichen, und dankte der ESA „und den 400-Wissenschaftlern in Europa, die diese Mission zu einem wahr gewordenen Traum machen“.

Data Dump

Das neueste Update von Gaia besteht aus 1.3 Terabyte — im Vergleich zu den 551 Gigabyte des vorherigen — und basiert auf rund drei Jahren Daten. Die Mission hat ihren Sternenkatalog um 15% auf 1, 8 Milliarden erweitert, und ihre Messungen sind präziser geworden., Im Vergleich zu 2018 sind die Entfernungsmessungen von Gaia um 50% besser und die von Sterngeschwindigkeiten um 100% besser, sagt van Leeuwen.

Um diese Verbesserung zu erreichen, musste das Missionsteam ein unerwartetes Problem mit der Sonde überwinden. Während sich das Raumschiff dreht, fällt Sonnenlicht in unterschiedlichen Winkeln darauf, was seine Form leicht verformt. Dies hat seine Messungen von Sternpositionen stärker beeinflusst als erwartet. Aber das Team habe nun gelernt, diesen Effekt zumindest teilweise zu korrigieren, sagt van Leeuwen., Dies bedeutet, dass für Sterne bis zu etwa 5.000 Parsecs (16.000 Lichtjahre) des Sonnensystems Entfernungen mit einer Genauigkeit von bis zu 10% gemessen werden können. Zum Abschluss der Mission erwartet das Team, dieses Genauigkeitsniveau bis zu Entfernungen von 10.000 Parsec zu erreichen, was sein ursprünglicher Plan war (siehe „Gaias Gold“).

Die Datenfreigabe enthält eine vollständige Zählung der Sonnengegend: alle außer den schwächsten Sternen innerhalb von 100 Parsecs (326 Lichtjahre) mit insgesamt mehr als 300.000 Objekten. Gaias detaillierte Messung der Sternbewegungen hat es den Forschern auch ermöglicht, vorherzusagen, wie der Nachthimmel der Erde in den kommenden 1, 6 Millionen Jahren aussehen wird: Wenn sich Sterne bewegen, werden alle Sternbilder, die wir derzeit sehen, irgendwann verschwinden.,

Neben Sternen kartiert Gaia auch Quasare, die feurigen Herzen anderer Galaxien viel weiter entfernt. Quasare sind viel zu weit entfernt, um eine Parallaxe zu zeigen, und sie erscheinen im Wesentlichen unbeweglich — was sie zu idealen Bezugspunkten für die Verfolgung der Bewegungen anderer Dinge macht, einschließlich der tektonischen Platten auf der Erde. Aufgrund eines optischen Relativitätseffekts erscheint der Himmel jedoch in Richtung der Bewegung des Sonnensystems in der Milchstraße leicht deformiert., Jetzt hat Gaia gemessen, wie sich diese Richtung aufgrund der Gravitationsattraktion der Galaxie geringfügig ändert: Über ein Jahr beschleunigt das Sonnensystem um 7 Millimeter pro Sekunde.

Denis Erkal, Astronom an der Universität von Surrey, Großbritannien, verwendete schnell die Daten über die Beschleunigung des Sonnensystems, um das Vorhandensein massiver Wolken dunkler Materie im nahe gelegenen Raum auszuschließen. Die Handlung, die er getwittert hat, liefert nur eine grobe Berechnung, deutet jedoch bereits auf Studien hin, die machbar werden könnten, wenn die Mission mehr Daten sammelt.,

Ein vollständigerer Datensatz soll 2022 veröffentlicht werden und aktualisierte Sternspektren enthalten. Es sollte auch Tausende von Sternen zeigen, die unter der Anziehungskraft eines anderen Objekts wackeln, und ein neues Werkzeug für die Entdeckung Tausender massiver Exoplaneten bieten. Danach erwartet das Team von Gaia, mindestens eine erheblich verbesserte Karte der Galaxie zu erstellen. Die Sonde hat genug Treibstoff, um bis 2025 in Betrieb zu bleiben.