Gaia begynder at kortlægge den galaktiske bar i Mælkevejen

Den anden udgivelse af data fra Gaia-stjernekortlægningssatellitten, udgivet i 2018, har revolutioneret mange områder af astronomi. Det hidtil usete katalog indeholder lysstyrken, stillinger, afstandsindikatorer og bevægelser hen over himlen for mere end en milliard stjerner i vores Mælkevejs galakse, sammen med oplysninger om andre himmellegemer.

Dette er blot begyndelsen. Mens den anden udgivelse er baseret på de første 22 måneder af Gaias undersøgelser, satellitten har scannet himlen i fem år, og vil blive ved med at gøre det i det mindste indtil 2022. Nye dataudgivelser, der er planlagt i de kommende år, vil støt forbedre målinger samt give ekstra information, der vil gøre os i stand til at kortlægge vores hjemmegalakse og dykke ned i dens historie som aldrig før.

I mellemtiden et hold af astronomer har kombineret de seneste Gaia-data med infrarøde og optiske observationer udført fra jorden og rummet for at give en forhåndsvisning af, hvad fremtidige udgivelser af ESA's stjernemåler vil afsløre.

"Vi kiggede især på to af de stjerneparametre, der er indeholdt i Gaia-dataene:stjernernes overfladetemperatur og 'udryddelsen', ' som dybest set er et mål for, hvor meget støv der er mellem os og stjernerne, skjuler deres lys og får det til at se rødere ud, siger Friedrich Anders, ICCUB-medlem og hovedforfatter af den nye undersøgelse.

"Disse to parametre hænger sammen, men vi kan vurdere dem uafhængigt ved at tilføje ekstra information opnået ved at kigge gennem støvet med infrarøde observationer, " fortsætter eksperten.

Holdet kombinerede den anden Gaia-dataudgivelse med flere infrarøde undersøgelser ved hjælp af en computerkode kaldet StarHorse, udviklet af medforfatter Anna Queiroz og andre samarbejdspartnere. Koden sammenligner observationerne med stjernemodeller for at bestemme overfladetemperaturen på stjerner, udryddelsen og et forbedret skøn over afstanden til stjernerne.

Som resultat, astronomerne opnåede meget bedre bestemmelse af afstandene til omkring 150 millioner stjerner - i nogle tilfælde, forbedringen er op til 20 % eller mere. Dette gjorde det muligt for dem at spore fordelingen af ​​stjerner over Mælkevejen til meget større afstande end muligt med de originale Gaia-data alene.

"Med den anden Gaia-dataudgivelse, vi kunne sondere en radius omkring Solen på omkring 6500 lysår, men med vores nye katalog, vi kan udvide denne 'Gaia-sfære' med tre eller fire gange, når ud til centrum af Mælkevejen, " forklarer medforfatter Cristina Chiappini fra Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam, Tyskland, hvor projektet blev koordineret. I centrum af vores galakse, dataene afslører klart en stor, aflangt træk i den tredimensionelle fordeling af stjerner:den galaktiske bar.

"Vi ved, at Mælkevejen har en bar, som andre spærrede spiralgalakser, men indtil videre havde vi kun indirekte indikationer fra stjernernes og gassens bevægelser, eller fra stjernetællinger i infrarøde undersøgelser. Det er første gang, vi ser den galaktiske bjælke i tredimensionelt rum, baseret på geometriske målinger af stjernernes afstande, siger Friedrich Anders.

"Ultimativt, vi er interesserede i galaktisk arkæologi:vi ønsker at rekonstruere, hvordan Mælkevejen blev dannet og udviklet sig, og for at gøre det er vi nødt til at forstå historien om hver og en af ​​dens komponenter, " tilføjer Cristina Chiappini.

"Det er stadig uklart, hvordan stangen - en stor mængde stjerner og gas, der roterer stift omkring galaksens centrum - blev dannet, men med Gaia og andre kommende undersøgelser i de næste år er vi bestemt på rette vej til at finde ud af det", bemærker forskeren.

Holdet ser frem til den næste dataudgivelse fra Apache Point Observatory Galaxy Evolution Experiment (APOGEE-2), samt kommende faciliteter såsom 4-meter Multi-Object Survey Telescope (4MOST) ved European Southern Observatory i Chile og WEAVE (WHT Enhanced Area Velocity Explorer) undersøgelsen ved William Herschel Telescope (WHT) i La Palma (Kanarie) øer).

Den tredje Gaia-dataudgivelse, i øjeblikket planlagt til 2021, vil omfatte stærkt forbedrede afstandsbestemmelser for et meget større antal stjerner, og forventes at muliggøre fremskridt i vores forståelse af den komplekse region i centrum af Mælkevejen.

"Med denne undersøgelse, vi kan nyde en smagsprøve på de forbedringer i vores viden om Mælkevejen, der kan forventes fra Gaia-målinger i den tredje dataudgivelse, " forklarer medforfatter Anthony Brown fra Leiden University (Holland).

"Vi afslører træk i Mælkevejen, som vi ellers ikke kunne se:dette er Gaias kraft, som er forbedret yderligere i kombination med supplerende undersøgelser, " slutter Timo Prusti, Gaia-projektforsker ved ESA.