ในวันที่ 19 ธันวาคม 2013 องค์การอวกาศยุโรป (ESA) Gaia ยานอวกาศได้เข้ามาในพื้นที่ด้วยหนึ่งในภารกิจที่ทะเยอทะยานที่สุดเท่าที่เคยมีมา ตลอดระยะเวลาของภารกิจ 5 ปีที่วางแผนไว้ (ซึ่งเพิ่งขยายไปเมื่อเร็ว ๆ นี้) หอดูดาวแห่งนี้จะทำแผนที่มากกว่าหนึ่งพันล้านดวงดาวเคราะห์ดาวหางดาวเคราะห์น้อยและควาซาร์เพื่อสร้างแคตตาล็อก 3 มิติที่ใหญ่และแม่นยำที่สุดของทางช้างเผือก สร้าง
รุ่นแรกของ Gaia ข้อมูลที่เกิดขึ้นในเดือนกันยายน 2559 นั้นมีระยะทางและการเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์มากกว่าสองล้านดวง แต่การเปิดตัวข้อมูลครั้งที่สองซึ่งเกิดขึ้นในวันที่ 25 เมษายน 2018 นั้นน่าประทับใจยิ่งกว่า สิ่งที่รวมอยู่ในการเปิดตัวคือตำแหน่งตัวชี้วัดระยะทางและการเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์มากกว่าหนึ่งพันล้านดวงดาวเคราะห์น้อยในระบบสุริยะของเราและแม้แต่ดาวฤกษ์ที่อยู่ไกลออกไปทางช้างเผือก
ในขณะที่การปล่อยข้อมูลครั้งแรกนั้นมีพื้นฐานจากการสังเกตเพียงปีเดียวการเผยแพร่ข้อมูลใหม่ครอบคลุมระยะเวลาประมาณ 22 เดือนซึ่งเริ่มตั้งแต่วันที่ 25 กรกฎาคม 2014 ถึง 23 พฤษภาคม 2016 การวิเคราะห์เบื้องต้นของข้อมูลนี้ได้เปิดเผยที่ดี รายละเอียดเกี่ยวกับ 1.7 พันล้านดวงในทางช้างเผือกและการเคลื่อนที่ของดาวซึ่งจำเป็นต่อการทำความเข้าใจว่ากาแลคซีของเรามีการวิวัฒนาการตลอดเวลาอย่างไร
ในฐานะGünther Hasinger ผู้อำนวยการฝ่ายวิทยาศาสตร์ของ ESA ได้อธิบายไว้ในการแถลงข่าวล่าสุดของ ESA:
“การสำรวจที่รวบรวมโดย Gaia ได้นิยามนิยามใหม่ของรากฐานของดาราศาสตร์ Gaia เป็นภารกิจที่ท้าทายความสามารถซึ่งอาศัยการทำงานร่วมกันของมนุษย์อย่างมากในการทำความเข้าใจกับข้อมูลที่มีความซับซ้อนสูงในปริมาณมาก มันแสดงให้เห็นถึงความจำเป็นสำหรับโครงการระยะยาวเพื่อรับประกันความก้าวหน้าในวิทยาศาสตร์อวกาศและเทคโนโลยีและเพื่อดำเนินภารกิจทางวิทยาศาสตร์ที่กล้าหาญมากยิ่งขึ้นในทศวรรษหน้า“
ความแม่นยำของ Gaiaเครื่องมือของเราอนุญาตให้มีการตรวจวัดที่แม่นยำจนเป็นไปได้ที่จะแยกดาวพารัลแลกซ์ - การเปลี่ยนแปลงที่ชัดเจนที่เกิดจากวงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ - จากการเคลื่อนที่ผ่านกาแลคซี จาก 1.7 พันล้านดวงที่จัดหมวดหมู่แคตตาล็อกพารัลแลกซ์และความเร็ว (หรือการเคลื่อนไหวที่เหมาะสม) มากกว่า 1.3 พันล้านดวงนั้นถูกตรวจวัดและบันทึกไว้
ประมาณ 10% ของสิ่งเหล่านี้การวัดพารัลแลกนั้นแม่นยำมากจนนักดาราศาสตร์สามารถประมาณระยะทางกับดาวแต่ละดวงได้โดยตรง ในฐานะที่เป็นแอนโธนีบราวน์จากมหาวิทยาลัยไลเดนซึ่งเป็นประธานของคณะกรรมการบริหารกิจการร่วมค้าประมวลและวิเคราะห์ข้อมูล Gaia ก็อธิบายว่า:
“การเปิดตัวข้อมูล Gaia ครั้งที่สองเป็นการก้าวกระโดดครั้งใหญ่ด้วยความเคารพ ESA‘s Hipparcos ดาวเทียม Gaia‘บรรพบุรุษและภารกิจอวกาศแห่งแรกสำหรับ astrometry ซึ่งสำรวจดาว 118,000 ดวงเมื่อเกือบสามสิบปีที่แล้ว… จำนวนดวงดาวที่แท้จริงเพียงตำแหน่งเดียวกับตำแหน่งและการเคลื่อนไหวของพวกมันจะทำให้ Gaia‘แคตตาล็อกใหม่ของแล้วค่อนข้างน่าประหลาดใจ แต่มีอีกมาก: แคตตาล็อกทางวิทยาศาสตร์ที่เป็นเอกลักษณ์นี้มีประเภทข้อมูลอื่น ๆ อีกมากมายพร้อมด้วยข้อมูลเกี่ยวกับคุณสมบัติของดาวฤกษ์และวัตถุท้องฟ้าอื่น ๆ ทำให้การเปิดตัวรุ่นนี้โดดเด่นอย่างแท้จริง“
นอกเหนือจากการเคลื่อนที่ของดาวที่เหมาะสมแคตตาล็อกยังให้ข้อมูลเกี่ยวกับหัวข้อต่าง ๆ ที่น่าสนใจสำหรับนักดาราศาสตร์และนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ ซึ่งรวมถึงการวัดความสว่างและสีของดาวเกือบ 1.7 พันล้านดวงทั้งหมดที่จัดหมวดหมู่ไว้ในแคตตาล็อกรวมถึงข้อมูลเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของความสว่างและสีของดาวแปรแสงครึ่งล้านเมื่อเวลาผ่านไป
นอกจากนี้ยังมีความเร็วตามแนวสายตาของดาวเจ็ดล้านดวงอุณหภูมิพื้นผิวประมาณ 100 ล้านดวงและฝุ่นระหว่างดวงดาวมีผลต่อ 87 ล้านดวง ข้อมูล Gaia ยังมีข้อมูลเกี่ยวกับวัตถุในระบบสุริยะของเราซึ่งรวมถึงตำแหน่งของดาวเคราะห์น้อยที่รู้จัก 14,000 คน (ซึ่งจะช่วยให้สามารถระบุวงโคจรได้อย่างแม่นยำ)
เหนือกว่าทางช้างเผือก Gaia ได้รับการตรวจวัดตำแหน่งของควอซาร์ไกลโพ้นได้อย่างแม่นยำมากขึ้นครึ่งล้าน - กาแลคซีที่สว่างซึ่งปล่อยพลังงานจำนวนมหาศาลเนื่องจากการปรากฏตัวของหลุมดำมวลมหาศาลที่ใจกลาง ในอดีตควาซาร์ได้ถูกใช้เป็นกรอบอ้างอิงสำหรับพิกัดท้องฟ้าของวัตถุทั้งหมดใน Gaia แคตตาล็อกจากคลื่นวิทยุ
อย่างไรก็ตามข้อมูลนี้จะสามารถใช้ได้ในช่วงความยาวคลื่นแสงเป็นครั้งแรก สิ่งนี้และการพัฒนาอื่น ๆ ทำได้โดย ปฐมภพ สามารถปฏิวัติวิธีที่เราศึกษากาแลคซีและจักรวาลของเรา ในฐานะที่เป็น Antonella Vallenari จาก Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), หอดูดาวดาราศาสตร์แห่งปาดัว, อิตาลีและรองประธานคณะกรรมการบริหารกิจการร่วมค้าประมวลข้อมูลระบุ:
“ข้อมูล Gaia ใหม่นั้นทรงพลังมากจนผลลัพธ์ที่น่าตื่นเต้นแค่กระโดดมาหาเรา ตัวอย่างเช่นเราได้สร้างไดอะแกรม Hertzsprung-Russell ที่มีรายละเอียดมากที่สุดเท่าที่เคยทำบนท้องฟ้าเต็มและเราสามารถมองเห็นแนวโน้มที่น่าสนใจ รู้สึกเหมือนเรากำลังเปิดศักราชใหม่ของโบราณคดีกาแล็กซี่“
แผนภาพ Hertzsprung-Russell ซึ่งได้รับการตั้งชื่อตามนักดาราศาสตร์สองคนที่คิดค้นขึ้นในต้นศตวรรษที่ 20 เป็นพื้นฐานของการศึกษาประชากรที่เป็นตัวเอกและวิวัฒนาการของพวกมัน จากสี่ล้านดวงที่ได้รับการคัดเลือกจากแคตตาล็อก (ซึ่งทั้งหมดนี้มีระยะเวลาห้าพันปีแสงจากดวงอาทิตย์) นักวิทยาศาสตร์สามารถเปิดเผยรายละเอียดเกี่ยวกับดาวฤกษ์ที่นอกเหนือจากระบบสุริยะของเราเป็นครั้งแรก
นอกเหนือจากการตรวจวัดความเร็วแล้วแผนภาพ Gaia Hertzsprung-Russell ยังช่วยให้นักดาราศาสตร์สามารถจำแนกความแตกต่างระหว่างประชากรของดาวฤกษ์ที่มีอายุต่างกันตั้งอยู่ในภูมิภาคต่าง ๆ ของทางช้างเผือก (เช่นดิสก์และรัศมี) วิธี สิ่งเหล่านี้รวมถึงดาวฤกษ์ที่เคลื่อนไหวเร็วซึ่งเคยคิดว่าเป็นของรัศมี แต่จริงๆแล้วเป็นส่วนหนึ่งของประชากรดาวฤกษ์ทั้งสอง
Times Prusti นักวิทยาศาสตร์โครงการ Gaia จาก ESA กล่าวว่า“ Gaia จะพัฒนาความเข้าใจของเราต่อจักรวาลอย่างมากในทุกระดับของจักรวาล” “ แม้ในพื้นที่ใกล้เคียงของดวงอาทิตย์ซึ่งเป็นภูมิภาคที่เราคิดว่าเราเข้าใจดีที่สุด Gaia ก็กำลังเปิดเผยคุณสมบัติใหม่และน่าตื่นเต้น”
ตัวอย่างเช่นสำหรับชุดย่อยของดาวภายในไม่กี่พันปีแสงของดวงอาทิตย์ Gaia วัดความเร็วของพวกเขาในทั้งสามมิติ จากสิ่งนี้มันได้รับการพิจารณาแล้วว่าพวกมันทำตามรูปแบบคล้ายกับดาวฤกษ์ที่กำลังโคจรรอบกาแลคซีด้วยความเร็วใกล้เคียงกัน สาเหตุของรูปแบบเหล่านี้จะเป็นหัวข้อของการวิจัยในอนาคตเนื่องจากไม่ชัดเจนว่าเกิดจากกาแลคซีของเราหรือเป็นผลมาจากการปฏิสัมพันธ์กับกาแลคซีขนาดเล็กที่รวมเข้ากับเราในอดีต
สุดท้าย แต่ไม่ท้ายสุด, Gaia ข้อมูลจะถูกใช้เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับวงโคจรของกระจุกดาวทรงกลม 75 ดวงและกาแลคซีแคระ 12 แห่งที่โคจรรอบทางช้างเผือก ข้อมูลนี้จะเปิดเผยแสงเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิวัฒนาการของกาแลคซีของเราแรงโน้มถ่วงที่มีผลต่อมันและบทบาทของสสารมืด ในฐานะ Fred Jansen ผู้จัดการภารกิจ Gaia ที่ ESA กล่าวไว้:
“Gaia เป็นดาราศาสตร์ที่ดีที่สุด นักวิทยาศาสตร์จะยุ่งกับข้อมูลนี้เป็นเวลาหลายปีและเราพร้อมที่จะประหลาดใจโดยการค้นพบหิมะถล่มที่จะปลดล็อกความลับของกาแล็กซี่ของเรา“
รุ่นที่สามของ Gaia ข้อมูลมีกำหนดที่จะเกิดขึ้นในปลายปี 2563 โดยมีการจัดทำแคตตาล็อกสุดท้ายในปี 2020 ในขณะเดียวกันส่วนขยายได้รับการอนุมัติแล้วสำหรับ Gaia ภารกิจซึ่งจะยังคงเปิดใช้งานจนถึงสิ้นปี 2020 (จะได้รับการยืนยันในตอนท้ายของปีนี้) ชุดของเอกสารทางวิทยาศาสตร์ที่อธิบายถึงสิ่งที่ได้เรียนรู้จากรุ่นล่าสุดนี้จะปรากฏในฉบับพิเศษของ ดาราศาสตร์และฟิสิกส์ดาราศาสตร์.
จากวิวัฒนาการของดาวไปจนถึงวิวัฒนาการของกาแลคซีของเราครั้งที่สอง Gaia การเผยแพร่ข้อมูลได้พิสูจน์แล้วว่าเป็นประโยชน์สำหรับนักดาราศาสตร์และนักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ แม้หลังจากภารกิจเสร็จสิ้นเราสามารถคาดหวังว่านักวิทยาศาสตร์จะยังคงวิเคราะห์ข้อมูลและเรียนรู้มากมายเกี่ยวกับโครงสร้างและวิวัฒนาการของจักรวาลของเรา
