Gaia: ESAs rumobservatorium og 3D-kort over Mælkevejen
Gaia (ESA) skaber et præcist 3D-kort over Mælkevejen: 1 milliard objekter, afstande, stjerners bevægelser og kemiske egenskaber — åbenbaringer om galaksens oprindelse.
Gaia er et rumobservatorium. Det blev opsendt af Den Europæiske Rumorganisation (ESA) den 19. december 2013. Missionens hovedformål er at udarbejde et detaljeret tredimensionelt rumkatalog med omkring en milliard astronomiske objekter og dermed kortlægge strukturen og udviklingen af vores galakse, Mælkevejen.
Gaia vil observere omkring 1 % af Mælkevejens stjerner og er en efterfølger til Hipparcos-missionen. Den indgik i ESA's langsigtede videnskabelige program Horizon 2000 Plus. I løbet af missionens oprindelige femårige observationsperiode ville Gaia overvåge hver af sine målstjerner i gennemsnit ca. 70 gange for at måle positioner, bevægelser og variationer over tid.
Instrumenter og målemetoder
For at nå sine mål kombinerer Gaia flere typer målinger på et meget stort antal objekter:
- Astrometri: To teleskoper og et enormt billedfokalt plan (med over 100 CCD‑detektorer) leverer ekstremt præcise positioner, parallakser og egenbevægelser. Det gør det muligt at bestemme afstande og 3D‑positioner for stjerner.
- Fotometri: To lavopløsnings-spektrometre (Blue Photometer og Red Photometer, ofte kaldet BP og RP) måler spektralfarver og lysstyrker, hvilket giver information om temperatur, reddest påvirkning og andre fysiske egenskaber.
- Spektroskopi: Et mellemhøjt opløsningsinstrument (Radial Velocity Spectrometer, RVS) måler radialhastigheder for millioner af lysstærke stjerner og giver desuden oplysninger om elementære kemiske sammensætninger.
Samlet giver disse målinger både positionelle data og fysiske parametre såsom lysstyrke, temperatur, tyngdekraft (log g) og grundstofsammensætning. Afstande til et stort antal stjerner måles direkte ved hjælp af årlig parallakse.
Videnskabeligt potentiale og resultater
Den massive stjernetælling fra Gaia danner grundlaget for en lang række astrophysiske studier. Med disse data håber astronomerne at kunne besvare centrale spørgsmål om galaksens oprindelse, struktur og udviklingshistorie. Nogle af de vigtigste anvendelsesområder er:
- Fastlæggelse af Mælkevejens tredimensionelle struktur og rotation, herunder identifikation af spiralarme, skiver og buler.
- Opdagelse og karakterisering af stjernehobe og stjernestrømme, som bærer spor af tidligere fusioner og akkretions-hændelser.
- Forbedring af den kosmiske afstandsskala gennem direkte afstandsmålinger og kalibrering af standardlys (f.eks. Cepheider).
- Undersøgelse af stjerners fysiske egenskaber og udviklingsstadier ved hjælp af store, homogene datasæt.
- Observation og præcis baneudvælgelse af solsystemets mindre legemer; Gaia registrerer også et stort antal kvasarer, galakser, ekstrasolare planeter og solsystemets legemer, hvilket er nyttigt både til astrometri og til opbygning af et stabilt referenceflet.
Dataudgivelser og udvikling
Efter opsendelsen har Gaia-teamet offentliggjort en række store dataudgivelser (fx DR1, DR2, EDR3 og DR3), der gradvist har forbedret antal kilder, nøjagtighed og de leverede fysiske parametre. Hver ny udgivelse har udvidet antallet af målte objekter og forbedret præcisionen, hvilket har muliggjort en lang række nye opdagelser og analyser på tværs af galaktisk astronomi.
Banen og operationsstatus
Gaia blev opsendt med en Soyuz-raket fra Guiana Space Centre (GSC) i Fransk Guyana. Den befinder sig i en Lissajous-bane omkring det 2lagrangeanske punkt mellem Solen og Jorden L. Missionens planlagte varighed var fem år, men operationer er efterfølgende blevet forlænget, og Gaia fortsætter med at levere data til astronomiske forskere verden over.
I april 2018 havde Gaia målt ca. en milliard stjerner og andre objekter; efterfølgende dataversioner har udvidet dette til flere milliarder registrerede kilder og forbedrede målinger for et stort antal stjerner.
Betydning
Gaia repræsenterer et kvantespring inden for præcisionsastrometri: den leverer et fundamentalt referencekatalog for astronomi, som påvirker næsten alle felter inden for observationel astronomi — fra studiet af vores egen galakse til grundlæggende kosmologi. Dataene er offentligt tilgængelige og bruges både af professionelle forskere og af uddannelsesprojekter og citizen science‑initiativer over hele verden.
Spørgsmål og svar
Spørgsmål: Hvad er Gaia?
A: Gaia er et rumobservatorium, der blev opsendt af Den Europæiske Rumorganisation (ESA) i 2013.
Spørgsmål: Hvad er Gaias mission?
A: Gaias mission er at udarbejde et 3D-rumkatalog med ca. en milliard astronomiske objekter og studere ca. 1 % af Mælkevejens befolkning.
Spørgsmål: Hvor lang tid vil det tage Gaia at overvåge hver enkelt målstjerne?
Svar: Gaia vil overvåge hver målstjerne ca. 70 gange i løbet af fem år.
Spørgsmål: Hvilke data leverer Gaia?
Svar: Gaia leverer data om stjerners fysiske egenskaber såsom lysstyrke, temperatur, tyngdekraft og grundstofsammensætning samt afstanden til ca. 20 millioner stjerner målt ved årlig parallakse.
Q: Hvad håber astronomerne at opnå med disse data?
A: Astronomerne håber at kunne bruge disse data til at løse vigtige problemer i forbindelse med vores galakses oprindelse, struktur og udviklingshistorie. Desuden vil et stort antal kvasarer, galakser, ekstrasolare planeter og solsystemets legemer blive målt på samme tid.
Spørgsmål: Hvordan blev Gaia lanceret? A: Gaia blev opsendt med en Soyuz-raket fra Guiana Space Centre (GSC) i Fransk Guyana. Den befinder sig i en Lissajous-bane omkring det lagrangesiske punkt L2 mellem Solen og Jorden.
Søge