Gaia kan endda være i stand til at opdage universets gravitationsbølgebaggrund

Gaia-rumfartøjet er en imponerende ingeniørmæssig bedrift. Dens primære mission er at kortlægge positionen og bevægelsen af ​​mere end en milliard stjerner i vores galakse, at skabe det hidtil mest omfattende kort over Mælkevejen. Gaia indsamler en så stor mængde præcisionsdata, at den kan gøre opdagelser langt ud over sin hovedmission. For eksempel, ved at se på stjernernes spektre, astronomer kan måle massen af ​​individuelle stjerner med en nøjagtighed på 25 %. Fra stjernernes bevægelse, astronomer kan måle fordelingen af ​​mørkt stof i Mælkevejen. Gaia kan også opdage exoplaneter, når de passerer foran en stjerne. Men en af ​​de mere overraskende anvendelser er, at Gaia kunne hjælpe os med at opdage kosmiske gravitationsbølger.

En ny undersøgelse viser, hvordan det kan lade sig gøre. Arbejdet er baseret på en tidligere undersøgelse udført med meget lang baseline interferometri (VLBI), hvorved radioteleskoper måler positionen og den tilsyneladende bevægelse af kvasarer. Kvasarer er lyse radiokilder milliarder af lysår væk. Fordi kvasarer er så langt væk, de fungerer som fikspunkter på himlen. Ved præcist at måle kvasarer, vi kan udpege positioner på Jorden så præcist, at vi kan se, hvordan kontinenter driver på grund af pladetektonik, og hvordan Jordens rotation bremses over tid.

Mens kvasarerne i det væsentlige er fikspunkter, deres lys kan afbøjes lidt gennem gravitationslinser. Hvis en stjerne passerer ind i en kvasars sigtelinje, kvasaren ser ud til at skifte lidt. Da gravitationsbølger også kan aflede lys, vi kunne detektere tilstedeværelsen af ​​gravitationsbølger gennem den tilsyneladende slingre af kvasarer. VLBI-observationerne af kvasarer har ikke fundet tegn på gravitationsbølger, sætter en øvre grænse for dem i vores område af rummet.

Selvom positionsmålingerne af Gaia ikke er så nøjagtige som VLBI, de er nøjagtige nok til at detektere gravitationslinser. Faktisk, astronomer skal tage højde for solens linseeffekt, når de analyserer Gaia-data. Så holdet så på Gaias positionsdata for 400, 000 kvasarer. Selvom kvasarer ikke er stjerner, mange af dem er optisk lyse, og Gaia måler deres position, ligesom om de var stjerner. Holdet ledte efter statistiske beviser for vakling i Gaia-kvasardataene og fandt ingen. Men i betragtning af det store antal observerede kvasarer, de kunne placere en stærkere øvre grænse på lokale gravitationsbølger. Fra denne undersøgelse, holdet viste, at der ikke er nogen binære supermassive sorte huller i vores lokale gruppe, som omfatter både Mælkevejen og Andromeda-galaksen.

Det gode ved denne undersøgelse er, at den viser styrken af ​​big data. Når vi iagttager himlen med både stor skala og stor præcision, astronomer kan bruge dataene på innovative måder. Gaia var aldrig beregnet til at studere gravitationsbølger, og dog kan det lige meget. Efterhånden som vi fortsætter med at bevæge os ind i big data-astronomiens område, hvem ved hvad mere vi vil opdage.