Konstnärsintryck av ESA:s Gaia-satellit som observerar Vintergatan. Bakgrundsbilden av himlen är sammanställd från data från mer än 1,8 miljarder stjärnor. Den visar den totala ljusstyrkan och färgen på stjärnor som observerats av Gaia som släpptes som en del av Gaias Early Data Release 3 (Gaia EDR3) i december 2020. Kredit:Rymdfarkost:ESA/ATG medialab; Vintergatan:ESA/Gaia/DPAC; CC BY-SA 3.0 IGO. Erkännande:A. Moitinho.
Gaia är ESA:s uppdrag att skapa den mest exakta och kompletta flerdimensionella kartan över Vintergatan. Detta gör det möjligt för astronomer att rekonstruera vår hemgalaxs struktur och tidigare evolution under miljarder år, och att bättre förstå stjärnornas livscykel och vår plats i universum.
Gaias data release 3 innehåller nya och förbättrade detaljer för nästan två miljarder stjärnor i vår galax. Katalogen innehåller ny information inklusive kemiska sammansättningar, stjärntemperaturer, färger, massor, åldrar och den hastighet med vilken stjärnor rör sig mot eller bort från oss (radiell hastighet). Mycket av denna information avslöjades av de nyligen släppta spektroskopidata, en teknik där stjärnljuset delas upp i dess ingående färger (som en regnbåge). Data inkluderar också speciella undergrupper av stjärnor, som de som ändrar ljusstyrkan över tiden.
Nytt i den här datamängden är också den hittills största katalogen över binära stjärnor, tusentals solsystemobjekt som asteroider och månar på planeter och miljontals galaxer och kvasarer utanför Vintergatan.
Starquakes
En av de mest överraskande upptäckterna som kommer fram ur de nya uppgifterna är att Gaia kan upptäcka stjärnbävningar – små rörelser på ytan av en stjärna – som förändrar stjärnornas former, något som observatoriet ursprungligen inte byggdes för.
Tidigare har Gaia redan hittat radiella svängningar som får stjärnor att svälla och krympa periodvis, samtidigt som de behåller sin sfäriska form. Men Gaia har nu också upptäckt andra vibrationer som mer liknar storskaliga tsunamier. Dessa icke-radiala svängningar förändrar en stjärnas globala form och är därför svårare att upptäcka.
Gaia hittade starka icke-radiala stjärnbävningar i tusentals stjärnor. Gaia avslöjade också sådana vibrationer i stjärnor som sällan har setts tidigare. Dessa stjärnor borde inte ha några skalv enligt den nuvarande teorin, medan Gaia upptäckte dem vid deras yta.
"Starquakes lär oss mycket om stjärnor, särskilt deras interna funktion. Gaia öppnar en guldgruva för "asteroseismologi" av massiva stjärnor", säger Conny Aerts från KU Leuven i Belgien, som är medlem i Gaia-samarbetet.
stjärnornas DNA
Vad stjärnor är gjorda av kan berätta om deras födelseplats och deras resa efteråt, och därför om Vintergatans historia. Med dagens datarelease avslöjar Gaia den största kemiska kartan över galaxen kopplad till 3D-rörelser, från vårt solområde till mindre galaxer som omger vår.
Vissa stjärnor innehåller mer "tungmetaller" än andra. Under Big Bang bildades bara lätta grundämnen (väte och helium). Alla andra tyngre grundämnen – kallade metaller av astronomer – är byggda inuti stjärnor. När stjärnor dör släpper de ut dessa metaller i gasen och damm mellan stjärnorna som kallas det interstellära mediet, ur vilka nya stjärnor bildas. Aktiv stjärnbildning och död kommer att leda till en miljö som är rikare på metaller. Därför är en stjärnas kemiska sammansättning lite som dess DNA, vilket ger oss avgörande information om dess ursprung.
Med Gaia ser vi att vissa stjärnor i vår galax är gjorda av urmaterial, medan andra som vår sol är gjorda av materia berikad av tidigare generationer av stjärnor. Stjärnor som är närmare mitten och planet i vår galax är rikare på metaller än stjärnor på större avstånd. Gaia identifierade också stjärnor som ursprungligen kom från andra galaxer än vår egen, baserat på deras kemiska sammansättning.
"Vår galax är en vacker smältdegel av stjärnor", säger Alejandra Recio-Blanco från Observatoire de la Côte d'Azur i Frankrike, som är medlem i Gaia-samarbetet.
"Denna mångfald är extremt viktig, eftersom den berättar historien om vår galax bildande. Den avslöjar migrationsprocesserna inom vår galax och ansamling från yttre galaxer. Den visar också tydligt att vår sol, och vi, alla tillhör en ständigt föränderlig system, bildat tack vare sammansättningen av stjärnor och gas av olika ursprung."
Binära stjärnor, asteroider, kvasarer och mer
Andra artiklar som publiceras idag återspeglar bredden och djupet av Gaias upptäcktspotential. En ny binärstjärnekatalog presenterar massan och utvecklingen av mer än 800 tusen binära system, medan en ny asteroidundersökning som omfattar 156 tusen steniga kroppar gräver djupare i ursprunget till vårt solsystem. Gaia avslöjar också information om 10 miljoner variabla stjärnor, mystiska makromolekyler mellan stjärnor, såväl som kvasarer och galaxer bortom vårt eget kosmiska område.
"Till skillnad från andra uppdrag som riktar sig mot specifika objekt är Gaia ett undersökningsuppdrag. Detta innebär att medan Gaia undersöker hela himlen med miljarder stjärnor flera gånger, kommer Gaia att göra upptäckter som andra mer dedikerade uppdrag skulle missa. Detta är en av dess styrkor , och vi kan inte vänta på att astronomisamfundet ska dyka ner i våra nya data för att ta reda på ännu mer om vår galax och dess omgivningar än vi kunde ha föreställt oss", säger Timo Prusti, projektforskare för Gaia vid ESA.
Gaia är ESA:s uppdrag att skapa den mest exakta och kompletta flerdimensionella kartan över Vintergatan. Detta gör det möjligt för astronomer att rekonstruera vår hemgalaxs struktur och tidigare evolution under miljarder år, och att bättre förstå stjärnornas livscykel och vår plats i universum. + Utforska vidare
