Gaia-data brengt bolhoop, zwaartekrachtlenzen en planetoïden met grote precisie in kaart
Het Europese ruimtevaartagentschap (ESA) heeft een tussentijdse data release gepubliceerd van Gaia, de ruimtetelescoop die de Melkweg in 3D in kaart brengt. De eerste wetenschappelijke artikelen die vandaag zijn gepubliceerd onthullen een half miljoen sterren in de bolvormige sterrenhoop Omega Centauri, bijna 400 kandidaat-zwaartekrachtlenzen en de posities van meer dan 150.000 planetoïden in het zonnestelsel. ‘Deze data release is weer een prachtige demonstratie van de enorme impact van Gaia’, zegt Leidse sterrenkundige Anthony Brown.
Ruimtetelescoop Gaia brengt de Melkweg in groot detail in kaart en voltooit de nauwkeurigste stertelling ooit. Van miljarden sterren worden de afstanden, posities, eigenbeweging en andere eigenschappen in beeld gebracht. De nieuwste data release bouwt hierop voort maar biedt ook onverwachte wetenschap: bevindingen die veel verder gaan dan waarvoor Gaia oorspronkelijk is ontworpen. De gegevens zijn nu beschikbaar voor astronomen wereldwijd om verder te worden geanalyseerd.
Bolhoop
De vorige data release (DR3) bevatte gegevens over meer dan 1,8 miljard sterren, waarmee een vrij compleet beeld van de Melkweg en daarbuiten is opgebouwd. Gaia had nog geen gebieden aan de hemel verkend die uit zeer dicht opeengepakte sterren bestaan. Bolvormige sterrenhopen, de oudste objecten in het heelal, zijn hier een belangrijk voorbeeld van. Om een van de gaten in de kaart op te vullen, is Omega Centauri geselecteerd, de grootste bolvormige sterrenhoop die vanaf de aarde te zien is. In plaats van alleen op individuele sterren te focussen, schakelde Gaia een speciale modus in om een groter stuk hemel rondom de kern van de sterrenhoop in kaart te brengen telkens wanneer de sterrenhoop in beeld kwam. De telescoop heeft in Omega Centauri meer dan een half miljoen nieuwe sterren ontdekt die nog niet eerder door Gaia waren gezien.
Zwaartekrachtlenzen
Zwaartekrachtlenzen treden op wanneer het beeld van een ver object vervormd raakt door een voorliggende massa - bijvoorbeeld een ster of sterrenstelsel - die zich tussen de waarnemer en het object bevindt. De massa werkt als een reusachtig vergrootglas, of lens, die de helderheid van licht kan versterken en meerdere beelden van de verre bron geeft. Deze merkwaardige en zeldzame configuraties zijn visueel intrigerend en hebben grote wetenschappelijke waarde. Ze onthullen unieke aanwijzingen over de begintijd van het universum. Sommige objecten zijn geen gewone sterren zijn, maar verre quasars - extreem heldere, energierijke sterrenstelsels die worden aangedreven door zwarte gaten. Gaia heeft 381 kandidaten voor gelensde quasars gevonden, een goudmijn voor kosmologen en de grootste set kandidaten die ooit in één keer is opgespoord.
Planetoïden
Van 156.823 planetoïden, kleine rotsachtige hemellichamen die zich bevinden in een gordel tussen de planeten Mars en Jupiter, heeft Gaia de posities gemeten over een periode die bijna twee keer zo lang is als de vorige, waardoor de meeste banen nu 20 keer zo nauwkeurig zijn. De volgende data release van Gaia (DR4, rond eind 2025) zal deze set aanvullen met kometen en manen en daarnaast twee keer zoveel planetoïden bevatten.
Melkweg
In de gegevens die vandaag zijn vrijgegeven zit ook nieuwe informatie over de schijf van de Melkweg. Gaia heeft door zes miljoen spectra te combineren voor het eerst uiterst zwakke afdrukken weten te produceren van het gas en stof dat zich tussen de sterren bevindt. Het Gaia-team hoopt dat de dataset wetenschappers in staat zal stellen om eindelijk de bron van deze signalen te bepalen, waarvan wordt vermoed dat het complexe organische moleculen zijn. Tot slot is de dynamica gekarakteriseerd van 10.000 pulserende reuzensterren en reuzen in dubbelsterren in verreweg de grootste database op dit gebied.
‘Deze data release is weer een prachtige demonstratie van de enorme impact van Gaia op alle takken van de sterrenkunde, van het ongelooflijk nauwkeurig in kaart brengen van planetoïden in ons zonnestelsel tot het opsporen van nieuwe gelensde quasars in de verste uiteinden van het heelal. Ik kijk uit naar de creatieve wetenschappelijke toepassingen van deze data release’, zegt het hoofd van het Gaia Data Processing and Analysis Consortium Anthony Brown (Universiteit Leiden).
Volgende stappen
Gaia's vorige data release, Gaia DR3, vond plaats op 13 juni 2022. Het was het meest gedetailleerde onderzoek van de Melkweg tot nu toe en leverde een schat aan gegevens op over vreemde 'sterbevingen', asymmetrisch bewegende sterren, stellair DNA en nog veel meer. Gaia DR3 bevatte nieuwe en verbeterde details voor bijna twee miljard sterren in de Melkweg en de grootste catalogi van dubbelsterren, duizenden objecten in het zonnestelsel en - verder weg en buiten ons melkwegstelsel - miljoenen sterrenstelsels en quasars. De volgende dataset van de missie, Gaia DR4, wordt niet voor eind 2025 verwacht. Deze zal voortbouwen op zowel Gaia DR3 als de vandaag uitgebrachte tussentijdse, gerichte data release.
Wetenschappelijke publicaties
Lees alle papers die deel uitmaken van de Gaia focused product release op de website van ESA.
Dit artikel verscheen als persbericht op de website van de Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie (NOVA).
Afbeeldingen: ESA/Gaia/DPAC