Venerdì 21 agosto di quest’anno Gaia ha completato il suo primo anno di osservazioni scientifiche nello spazio.
Dopo il lancio del 19 dicembre 2013 e sei mesi di assestamento, il satellite Gaia, al momento situato nel punto di Lagrange L2, a 1,5 milioni di km dalla Terra, sta studiando i moltissimi oggetti astronomici che si trovano nello spazio, riportando con precisione straordinaria la posizioni di stelle e asteroidi e le loro distanze e moti attraverso la Via Lattea. Ripetendo queste misurazioni più e più volte il satellite ha di fatto contribuito a creare un database di inestimabile valore.
Il satellite ha registrato 272 miliardi di misurazioni posizionali o astrometriche, 54,4 miliardi di dati fotometrici di luminosità o punti, e 5,4 miliardi di spettri.
Il team di scienziati coinvolti in questo progetto per tutto l’anno si sono impegnati nell’elaborazione e analisi di migliaia e migliaia di dati, dando vita a enormi cataloghi che riportano posizioni, distanze, movimenti e molte altre caratteristiche di oltre un miliardo di stelle. A causa dell’immensa quantità di dati e della loro complessa natura, questo lavoro ha richiesto un enorme sforzo non solo da parte degli scienziati di Gaia, ma anche di numerosi sviluppatori software, distribuiti in tutta Europa, e la collaborazione del Consorzio Analysis (DPAC).
Una parziale catalogazione dei dati raccolti verrà rilasciata per l’estate del 2016, insieme a qualche foto preliminare che mostra come sta lavorando la sonda.
GAIA Shield deployment test. Europe Space port French Guiana
Parallasse stellare
Per misurare la distanza di una stella si usa il metodo del parallasse.
Come controprova che il satellite sta lavorando bene, la squadra di Gaia è stata in grado di misurare il parallasse di un campione iniziale di due milioni di stelle.
Il parallasse è il moto apparente di una stella su uno sfondo lontano, osservato durante il periodo di un anno e derivante dal vero moto della Terra intorno al Sole; questo è stato anche osservato da Gaia mentre orbitava attorno al Sole di fianco alla Terra. Ma il parallasse non è l’unico movimento osservato da Gaia: le stelle si muovono nello spazio anche di moto proprio.
Gaia effettua una media di circa 14 diverse misurazioni per ogni stella, ma questo non è generalmente sufficiente per misurare il parallasse e i moti propri.
Per superare questo limite, gli scienziati hanno combinato i dati rilevati da Gaia con le posizioni estratte dal catalogo Tycho-2, prelevati tra il 1989 e il 1993 dal predecessore di Gaia, il satellite Hipparcos.
Questo procedimento limita il campione a soli due milioni di stelle, rispetto al miliardo che Gaia ha osservato finora, ma produce alcune intuizioni iniziali utili alla qualità dei dati.
Quanto più una stella è al Sole, maggiore è il suo parallasse, e quindi il parallasse misurato per una stella può essere utilizzato per determinare la sua distanza. A sua volta, la distanza può essere utilizzata per convertire la luminosità apparente della stella nella sua vera luminosità o ‘luminosità assoluta’.
Primo diagramma Hertzsprung-Russell
Per tracciare la luminosità assoluta delle stelle, gli astronomi Hertzsprung e Russell hanno formulato uno schema che serve a comprendere l’evoluzione stellare. Attraverso le scansioni ripetute del cielo, per misurare i moti delle stelle, il satellite è stato anche in grado di rilevare se qualcuno di loro ha cambiato la sua luminosità, e così facendo, ha iniziato a scoprire alcuni oggetti astronomici molto interessanti.
Gaia ha finora rilevato centinaia di eventi transitori, come una supernova del 30 agosto 2014. Questi rilevamenti sono stati regolarmente condivisi con la comunità scientifica, consentendo un rapido insieme di osservazioni di rimando, effettuate utilizzando i telescopi terrestri.
Un evento transitorio è stato visto in seguito a una esplosione improvvisa e drammatica che ha aumentato la luminosità di cinque volte. Ci si è accorti che Gaia aveva scoperto una cosiddetta “variabile cataclismica”, un sistema di due stelle in cui una delle due, una nana bianca calda, stava divorando la massa di una normale stella, provocando esplosioni di luce come se il materiale venisse ingerito. Il sistema, inoltre è risultato essere una doppia eclissi, in cui la stella normale, relativamente più grande, passa davanti alla più piccola, ma più luminosa nana bianca, oscurando periodicamente quest’ultima alla vista, come si è osservato dalla Terra.
Insolitamente, entrambe le stelle di questo sistema sembrano avere una forte presenza di elio e poco idrogeno. I dati rilevati da Gaia e le osservazioni di follow-up potranno aiutare gli astronomi a capire come le due stelle abbiano perso il loro idrogeno.
Gaia ha anche scoperto un gran numero di stelle la cui luminosità subisce diverse regolari variazioni nel tempo. Molte di queste scoperte sono state fatte tra luglio e agosto 2014, quando Gaia compì diverse successive osservazioni di alcune macchie nel cielo, vicino ai poli eclittici. Questa sequenza strettamente campionata di osservazioni ha permesso di trovare e studiare le stelle variabili situate in quelle regioni.
Nei pressi del polo sud dell’eclittica è situata la famosa Grande Nube di Magellano (LMC), una galassia nana, vicina compagna della nostra galassia, la Via Lattea. Gaia ha consegnato il dettaglio di curve di luce, per decine di variabili tipo RR Lyrae.
Un altro curioso oggetto scoperto durante la stessa missione è la nebulosa planetaria Occhio di Gatto, nota anche come NGC 6543, che si trova vicino al polo nord dell’eclittica.
Nebulosa Occhio di Gatto.
Le nebulose planetarie si formano quando gli strati esterni di invecchiamento di una piccola massa stellare vengono espulsi e interagiscono con il mezzo interstellare circostante, lasciando dietro di sé una nana bianca compatta. Gaia ha fatto più di 200 osservazioni della Nebulosa Occhio di Gatto, e ha registrato oltre 84 000 rilevamenti che tracciano con precisione i famosi intricati filamenti gassosi di questi oggetti. Proseguendo nelle sue osservazioni, Gaia sarà in grado di vedere l’espansione dei nodi nebulari in questa e in altre nebulose planetarie.
Gli asteroidi rilevati da Gaia
Più vicino a noi, Gaia ha rilevato una grande quantità di asteroidi, piccoli corpi rocciosi che popolano il nostro sistema solare, soprattutto tra le orbite di Marte e Giove. Poiché sono relativamente vicini e orbitano attorno al Sole, nelle immagini astronomiche gli asteroidi sembrano muoversi contro le stelle, che appaiono in una fotografia di un determinato campo, ma non nelle immagini dello stesso campo prese in tempi successivi.
Gli scienziati di Gaia hanno sviluppato uno speciale software in grado di cercare questi “valori anomali”, abbinandoli con le orbite di asteroidi conosciuti, al fine di rimuoverli dai dati che vengono utilizzati per studiare le stelle. Ma queste informazioni saranno utilizzate a loro volta per caratterizzare asteroidi noti e per scoprirne migliaia di nuovi.
Infine, oltre alle misurazioni astrometriche e fotometriche compiute da Gaia, la sonda ha raccolto gli spettri di molte altre stelle. Di base questi dati servono a determinare i movimenti delle stelle lungo la linea di orizzonte attraverso la misura di piccoli spostamenti di posizione delle righe di assorbimento dei loro spettri per lo spostamento Doppler. Ma negli spettri di alcune stelle calde, Gaia ha visto anche righe di assorbimento di gas nella materia interstellare, che permetteranno agli scienziati di misurarne la distribuzione.
La Via Lattea.
Una mappa 3D della Via Lattea
Gaia è una missione dell’ESA finalizzata rilevare un miliardo di stelle della nostra galassia e nelle zone periferiche confinanti, al fine di costruire una mappa 3D della Via Lattea sufficientemente precisa per riuscire a stabilire la sua origine ed evoluzione.
Linkografia:
http://www.esa.int/spaceinimages/Images/2013/06/The_parallax_method_of_measuring_a_star_s_distance
