Europeiska rymdorganisationens (ESA) Gaiauppdrag är ett ambitiöst projekt. Efter att ha lanserats i december 2013, har syftet med detta rymdobservatorium varit att mäta positionen och avstånden för 1 miljard objekt – inklusive stjärnor, extrasolplaneter, kometer, asteroider och till och med kvasarer. Från detta hoppas astronomer skapa den mest detaljerade 3D-rymdkatalogen över kosmos som någonsin gjorts.
Redan 2016 släpptes den första batchen av Gaia-data (baserat på de första 14 månaderna i rymden). Sedan dess har forskare granskat rådata för att få tydligare bilder av de närliggande stjärnorna och galaxerna som studerades av uppdraget. De senaste bilderna att släppas , baserat på Gaia-data, inkluderade avslöjande bilder av Stort magellanskt moln (LMC), den Andromeda galaxen , och den Galaxens triangel .
Den första katalogen avGaiadata bestod av information om 1,142 miljarder stjärnor, inklusive deras exakta position på natthimlen och deras respektive ljusstyrka. De flesta av dessa stjärnor är belägna i Vintergatan, men en bra del var från galaxer bortom vår, som omfattade cirka tio miljoner som tillhörde LMC. Denna satellitgalax, som ligger cirka 166 000 ljusår bort, har ungefär 1/100 av Vintergatans massa.
Gaias syn på det stora magellanska molnet. Klicka här för mer information, fullständiga krediter och större versioner av bilden. Kredit: ESA/Gaia/DPAC
De två bilderna som visas ovan visar sammansatta data som erhållits avGaiasond. Bilden till vänster, som sammanställdes genom att kartlägga den totala tätheten av stjärnor som upptäckts avGaia,visar den storskaliga fördelningen av stjärnor i LMC. Den här bilden avgränsar också utbredningen av LMC:s spiralarmar och är full av ljusa prickar som representerar svaga stjärnhopar.
Bilden till höger avslöjar å andra sidan andra aspekter av LMC och dess stjärnor. Den här bilden skapades genom att kartlägga strålningsflödet i LMC och domineras av de ljusaste och mest massiva stjärnorna. Detta gör att stapeln i LMC kan definieras tydligare och visar också enskilda regioner av stjärnbildning - som 30 Doradus , som är synlig strax ovanför galaxens mitt på bilden.
Nästa uppsättning bilder (visas nedan), som också erhölls med hjälp av data från de första 14 månadernaGaiauppdraget, skildrar två närliggande spiralgalaxer – Andromedagalaxen (M31) och dess granne, Triangulumgalaxen (M33). Andromedagalaxen, som ligger 2,5 miljoner ljusår bort, är den största galaxen i vår närhet och något mer massiv än vår egen. Det är också avsett att smälta samman med Vintergatan om ungefär 4 miljarder år.
Triangulumgalaxen är under tiden en bråkdel av Vintergatans storlek (med uppskattningsvis femtio miljarder stjärnor) och ligger något längre från oss än Andromeda – cirka 2,8 miljoner ljusår bort. Liksom med LMC-bilderna är bilderna till vänster baserade på den totala tätheten av stjärnor och visar stjärnor av alla typer, medan bilderna till höger är baserade på strålningsflödet för varje galax och främst visar den ljusa änden av stjärnpopulationen .
Gaias syn på Andromedagalaxen. Kredit: ESA/Gaia/DPAC
En annan fördel med bilderna till höger är att de indikerar de regioner där den mest intensiva stjärnbildningen äger rum. I många år har astronomer vetat att LMC stoltserar med en betydande mängd stjärnbildande aktivitet och bildar stjärnor med fem gånger så stor hastighet som Vintergatans galax. Andromeda, under tiden, har nått en punkt av nästan inaktivitet under de senaste 2 miljarder åren när det gäller stjärnbildning.
Som jämförelse visar Triangulumgalaxen fortfarande tecken på stjärnbildning, i en takt som är ungefär fyra och en halv gånger så stor som Andromeda. Tack vareGaiabilder, som indikerar de relativa takterna för stjärnbildning från förhöjda nivåer av strålningsflöde och ljusstyrka, dessa skillnader mellan Andromeda, Triangulum och LMC illustreras ganska vackert.
Dessutom, genom att analysera rörelserna hos enskilda stjärnor i yttre galaxer som LMC, Andromeda eller Triangulum, kommer det att vara möjligt att lära sig mer om den totala rotationen av stjärnor inom dessa galaxer. Det kommer också att vara möjligt att bestämma banorna för själva galaxerna, som alla är en del av den större struktur som kallas Lokal grupp .
Denna region i rymden, som Vintergatan är en del av, mäter ungefär 10 miljoner ljusår i diameter och har uppskattningsvis 1,29 miljarder solmassor. Detta är i sin tur bara en av flera samlingar av galaxer i den ännu större Jungfruns superkluster . Att mäta hur stjärnor och galaxer kretsar kring dessa större strukturer är nyckeln till att bestämma kosmisk evolution, hur universum kom att bli som det är idag och vart det är på väg.
Triangulumgalaxen (M33), baserad på data sammanställda av Gaia-uppdraget. Kredit: ESA/Gaia/DPAC
Ett internationellt team av astronomer nyligen försökt att göra just det med hjälp av CosmicFlows-undersökningar . Dessa studier, som genomfördes mellan 2011 och 2016, beräknade avståndet och hastigheten för angränsande galaxer. Genom att para ihop dessa data med andra avståndsuppskattningar och data om galaxernas gravitationsfält kunde de kartlägga rörelserna för nästan 1 400 galaxer inom 100 miljoner ljusår under de senaste 13 miljarderna åren.
När det gäller LMC, ett annat team av astronomer nyligen försökte mäta dess omloppsbana använder en delmängd av data från den första Gaia-releasen – den Tycho–Gaia astrometrisk lösning (TGAS). Kombinerat med ytterligare parallax och korrekt rörelsedata från Hipparcos uppdraget kunde teamet identifiera 29 stjärnor i LMC och mäta deras rätta rörelse, som de sedan använde för att uppskatta galaxens rotation.
Gaiasobservationer av LMC och Litet magellanskt moln (SMC) är också viktiga när det gäller att studera Cepheid och RR Lyrae variabler. I flera år har astronomer indikerat att dessa stjärnor skulle kunna användas som indikatorer på kosmiska avstånd för galaxer bortom våra egna.Dessutom astronomer som arbetar påGaia Data Bearbeta ing och Analyskonsortium (DPAC) testade denna metod på hundratals variabla LMC-stjärnor för att validera data från den första utgåvan.
Astronomer väntar ivrigt på den andra utgåvan av Gaia-data, som är planerad till april 2018. Den kommer också att innehålla mätningar på stjärnavstånd och deras rörelser över himlen, och förväntas avslöja ännu mer om vår galax och dess grannar. Men under tiden finns det fortfarande massor av avslöjanden att hitta från den första releasen, och forskare förväntar sig att vara upptagna med det i många år framöver.
Vidare läsning: DETTA