Gaia завершує свою зоряну одісею, залишаючи космічну спадщину

Місія Gaia, запущена Європейським космічним агентством, завершила десятиріччя новаторських астрономічних спостережень, зібравши понад три трильйони точок даних про два мільярди зірок і небесних об’єктів. Оскільки він переходить на пенсію, ми очікуємо подальшої інформації з двома великими випусками даних, запланованими на 2026 рік і кінець десятиліття, обіцяючи покращити наше розуміння Чумацького Шляху та далі.

Завершення місії та майбутні випуски даних

Космічний корабель Європейського космічного агентства Gaia, який складав карту Чумацького Шляху, завершив свій етап сканування неба. За останнє десятиліття він здійснив понад три трильйони спостережень близько двох мільярдів зірок та інших небесних об’єктів, змінивши наше розуміння нашої галактики та навколишнього Всесвіту.

Gaia була запущена 19 грудня 2013 року, і після багатьох років точних спостережень запаси палива в ній зараз закінчуються. Космічний корабель споживає близько десятка грамів холодного газу на день, щоб підтримувати свою стабільність і точність. Однак місія ще не завершена. Найближчими тижнями Gaia пройде серію технологічних випробувань, перш ніж вивести його на остаточну «вихідну» орбіту. Крім того, заплановано два великих випуски даних — один у 2026 році, а інший — до кінця десятиліття, що запропонує ще більше уявлень про наше космічне сусідство.

«Сьогодні відзначається кінець наукових спостережень, і ми святкуємо цю неймовірну місію, яка перевершила всі наші очікування, триваючи майже вдвічі більше, ніж спочатку передбачувано», — каже директор з науки ESA Керол Манделл.

«Скарбниця даних, зібраних Gaia, дала нам унікальне уявлення про походження та еволюцію нашої галактики Чумацький Шлях, а також змінила астрофізику та науку про Сонячну систему таким чином, що ми ще не повністю оцінили. Gaia базується на унікальній європейській досконалості в астрометрії та залишить довговічну спадщину майбутнім поколінням».

«Після 11 років у космосі, переживши зіткнення мікрометеоритів і сонячні бурі, Gaia завершила збір наукових даних. Зараз усі погляди спрямовані на підготовку наступних випусків даних», — говорить науковий співробітник проекту Gaia Йоганнес Сальманн. «Я в захваті від виконання цієї неймовірної місії та в захваті від відкриттів, які нас чекають».

Картографування Чумацького Шляху

Протягом місії Gaia багато разів відображала положення, відстані, рухи, зміни яскравості, склад і численні інші характеристики зірок, спостерігаючи за ними за допомогою своїх трьох інструментів. Це дозволило Gaia досягти своєї основної мети — побудувати найбільшу та найточнішу карту Чумацького Шляху, показавши нам нашу рідну галактику, як жодна інша місія раніше. Таким чином, тепер ми також маємо найкраще реконструйоване уявлення про те, як наша галактика може виглядати сторонньому спостерігачеві. Це нове враження художника від Чумацького Шляху включає дані Gaia з безлічі документів за останнє десятиліття.

«Вона містить серйозні зміни порівняно з попередніми моделями, тому що Gaia змінила наше враження про Чумацький Шлях. Навіть базові ідеї були переглянуті, такі як обертання центральної смуги нашої галактики, викривлення диска, детальна структура спіральних рукавів і міжзоряний пил поблизу Сонця», — говорить Стефан Пейн-Варденаар, науковий візуалізатор Haus der. Astronomie, Німеччина, та Офіс астрономії для освіти IAU.

«З усім тим, віддалені частини Чумацького Шляху залишаються обґрунтованими припущеннями, заснованими на неповних даних. З подальшими публікаціями даних Gaia наше уявлення про Чумацький Шлях стане ще точнішим».

Розкриття галактичних таємниць

Неодноразові вимірювання зіркових відстаней, руху та характеристик Gaia є ключовими для проведення «галактичної археології» на нашому Чумацькому Шляху, відкриваючи відсутні ланки в складній історії нашої галактики, щоб допомогти нам дізнатися більше про наше походження. Від виявлення «привидів» інших галактик і численних потоків стародавніх зірок, які злилися з Чумацьким Шляхом у його ранній історії, до пошуку доказів триваючого зіткнення з карликовою галактикою Стрільця сьогодні, Gaia переписує історію Чумацького Шляху та робить прогнози своє майбутнє.

У процесі сканування зірок у нашій власній галактиці Gaia також виявила інші об’єкти, від астероїдів на задньому дворі нашої Сонячної системи до галактик і квазарів – яскравих і активних центрів галактик, що живляться надмасивними чорними дірами – за межами нашого Чумацького Шляху.

Наприклад, Gaia надала точні орбіти понад 150 000 астероїдів і має такі високоякісні вимірювання, що дозволяють виявити можливі супутники навколо сотень із них. Він також створив найбільшу тривимірну карту з приблизно 1,3 мільйона квазарів, причому найяскравіше сяяло, коли Всесвіту було лише 1,5 мільярда років. Gaia також виявила нову породу чорних дір, у тому числі одну з масою, що майже в 33 рази перевищує масу Сонця, яка ховається в сузір’ї Орла, менш ніж за 2000 світлових років від Землі – це перша чорна діра зіркового походження. такий великий був помічений у Чумацькому Шляху.

«Вражає те, що ці відкриття базуються лише на даних Gaia за перші кілька років, і багато з них були зроблені лише за останній рік. Gaia стала машиною для відкриття десятиліття, і ця тенденція має продовжуватися», – каже Ентоні Браун, голова консорціуму Gaia Data Processing and Analysis Consortium (DPAC) Лейденського університету в Нідерландах.

Підготовка до майбутніх відкриттів

Наукові та інженерні групи Gaia вже повним ходом працюють над підготовкою до Gaia Data Release 4 (DR4), який очікується у 2026 році. Обсяг і якість даних покращуються з кожним випуском, і Gaia DR4 з очікуваним 500 ТБ даних продуктів є не виключення. Крім того, він охоплюватиме перші 5,5 років місії, що відповідає тривалості початково запланованої тривалості місії.

«Це випуск Gaia, якого чекала спільнота, і дуже цікаво думати, що він охоплює лише половину зібраних даних», — каже Антонелла Валленарі, заступник голови DPAC Національного інституту астрофізики (INAF), астрономічної обсерваторії Падуя, Італія. «Незважаючи на те, що зараз місія припинила збір даних, ми будемо працювати як завжди протягом багатьох років, поки ми підготуємо ці неймовірні набори даних до використання».

Gaia Data Release 4 планує розширити свій подвійний зірковий каталог, найбільший такий каталог на сьогодні. Gaia має унікальну здатність розпізнавати крихітні рухи пар небесних об’єктів, що обертаються близько один до одного, і вже помітила раніше прихованих супутників навколо яскравих зірок. До речі, останнє цільове спостереження Геї 10 січня стосувалося подвійної пари 61 Лебедя. Ця культова зірка привернула увагу астрономів 19 століття, щоб дати деякі з перших власних вимірювань руху та паралакса, методів, використаних Геєю для приблизно двох мільярдів зірок.

Відкриття екзопланет Gaia також збираються збільшити з майбутніми наборами даних завдяки довшому часовому проміжку спостережень, що полегшує виявлення «хитаючих» зірок, які м’яко тягнуть планети, що обертаються.

«Протягом наступних місяців ми продовжуватимемо передавати до останньої краплі даних із Gaia, і одночасно групи обробки прискорюватимуть свою підготовку до п’ятого й останнього великого випуску даних наприкінці цього десятиліття, який охоплюватиме повні 10,5 років даних місії», — каже Росіо Гуерра, керівник наукової групи Gaia з Європейського центру космічної астрономії (ESAC) біля Мадрида в Іспанії.

«Це завершить неймовірну скоординовану роботу між сотнями експертів у науково-оперативному центрі тут, у ESAC, операційною командою місії, що управляє Gaia з Європейського центру космічних операцій ESA в Німеччині, і величезним консорціумом спеціалістів з обробки даних, які разом забезпечили безперебійне виконання цієї прекрасної місії так довго».

Останні маневри та спадщина Геї

Хоча сьогоднішній день знаменує кінець наукових спостережень, зараз починається короткий період випробувань технологій. Випробування можуть ще більше вдосконалити калібрування Gaia, дізнатися більше про поведінку певної технології після десяти років у космосі та навіть допомогти в плануванні майбутніх космічних місій. Після кількох тижнів випробувань Gaia залишить свою поточну орбіту навколо точки Лагранжа 2, 1,5 мільйона км від Землі в напрямку від Сонця, щоб вийти на свою остаточну геліоцентричну орбіту, далеко від сфери впливу Землі. Космічний корабель буде пасивований 27 березня 2025 року, щоб уникнути будь-якої шкоди або перешкод для інших космічних кораблів.

Помахайте Геї на прощання

Під час випробувань технології орієнтація Gaia буде змінена, тобто вона тимчасово стане на кілька зоряних величин яскравішою, що значно спростить спостереження через невеликі телескопи (її не буде видно неозброєним оком). Тут створено посібник із визначення місцезнаходження Геї, і астрономів-аматорів запрошують поділитися своїми спостереженнями.

«Gaia пригостить нас цим останнім подарунком, коли ми будемо прощатися, сяючи серед зірок перед заслуженою відставкою», — підсумовує Уве Ламмерс, керівник місії Gaia. «Це момент, щоб відсвяткувати цю трансформаційну місію та подякувати всім командам за понад десятиліття наполегливої ​​роботи над керуванням Gaia, плануванням його спостережень і забезпеченням безперешкодного повернення його цінних даних на Землю».