5/09/18

MISSIONE GAIA: Un esame approfondito della Via Lattea

Il primo rilascio di dati del satellite Gaia ha determinato un numero sorprendente di inaspettate scoperte scientifiche. E il bello è che ciò è niente in confronto a quanto ci si aspetta dal secondo! Parliamone...

 

L'articolo che segue è la traduzione di questo http://sci.esa.int/gaia/60186-gaia-s-surprising-discoveries-scrutinising-the-milky-way/

 

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La prima mappa del cielo di Gaia (Fonte: ESA / Gaia / DPAC)

20 aprile 2018

Basata su 14 mesi di osservazioni, la prima versione è stata pubblicata il 14 settembre 2016. Comprendeva la posizione e la luminosità di 1,1 miliardi di stelle, oltre che le distanze e il moto di due milioni di quelle stelle.

La missione di Gaia è quella di creare la mappa più accurata della Galassia mai realizzata fino ad oggi. La versione 2016 era un "test di prova" progettato per consentire agli astronomi di verificare che la strategia di osservazione e la "pipeline" di elaborazione dei dati (ovvero la tecnologia per incrementare la quantità di istruzioni eseguite in una data quantità di tempo - n.d.t.) funzionassero correttamente. Il test è andato meglio di quanto ci si aspettasse. Ha dimostrato l'alta qualità dei dati scientifici derivati ​​dalle osservazioni grezze del satellite, permettendo agli astronomi di pubblicare molti nuovi risultati scientifici.

"Ci sono più di 300 documenti relativi al primo rilascio di dati: Gaia ha già dato un contributo fondamentale all'astronomia" dice Timo Prusti, Project Scientist di Gaia.

Il principale controllo è consistito nella verifica che i parametri stellari derivati ​​dai dati di Gaia fossero scientificamente attendibili e che tutti gli aspetti relativi al satellite e agli strumenti fossero correttamente presi in considerazione. Per fare questo, sono stati eseguiti anche confronti con i dati dei precedenti cataloghi astrometrici.

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Rappresentazione artistica di Hipparcos. Fonte: ESA

Ciò ha comportato un rinnovamento nell'uso di quei cataloghi poiché le differenze tra le posizioni delle stelle e altri parametri hanno potuto essere utilizzate per valutare come le stelle si sono spostate o, addirittura, si sono evolute nel frattempo.

Il confronto della prima serie di dati di Gaia con quella della precedente missione Hipparcos dell'ESA ha permesso la stima di moti propri (il movimento di oggetti attraversola volta celeste) e di parallassi (misure di distanza) per i due milioni di stelle. Con i soli dati di Gaia disponibili all'epoca, che coprivano poco più di un anno, e senza quelli raccolti più di due decenni prima, non sarebbe stato possibile discernere l'effetto della parallasse da quello del moto proprio.

Ispirandosi a questo approccio, altri astronomi hanno eseguito ulteriori confronti.

Martin Altmann e colleghi hanno derivato i movimenti nello spazio di 583 milioni di stelle, confrontando le posizioni calcolate da Gaia con quelle del catalogo PPMXL, un set di dati compilato nel 2010 da osservazioni a Terra, che elenca le posizioni, i moti propri e le informazioni fotometriche di 900 milioni di stelle e galassie. Con tali dati, gli astronomi possono calcolare le orbite delle stelle in avanti e indietro nel tempo. Ciò consente di predire come la Galassia apparirà in futuro, ma anche di ricostruire come doveva apparire in passato.

 

Amina Helmi e colleghi hanno pubblicato uno studio dal titolo "Una scatola piena di cioccolatini" in cui hanno iniziato a rivelare la ricca struttura dell'alone stellare della Galassia. L'alone è la nuvola di stelle che circonda il disco principale della Via Lattea. La sua struttura rivela i processi di formazione della Galassia. L'indagine su questa struttura è stata una delle principali motivazioni per la costruzione di Gaia. La prima sorpresa è stata la scoperta di una grande popolazione di stelle che orbita attorno alla Via Lattea nella direzione opposta alla maggior parte delle stelle. Queste stelle "ghost rider" probabilmente provengono da una galassia più piccola che è stata cannibalizzata dalla Via Lattea.

Un altro gruppo, guidato da Ana Bonaca, ha combinato i dati con indagini spettroscopiche ottenute da Terra, per indagare su un'affascinante popolazione di stelle nell'alone della Via Lattea. I risultati suggeriscono che queste stelle si siano formate in-situ, piuttosto che provenire da galassie più piccole, facendo luce sulla storia della formazione della nostra Galassia.

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Anatomia della Via Lattea (Fonte: A sinistra: NASA / JPL-Caltech; a destra: ESA; layout: ESA / ATG medialab)

Cercando coppie di stelle che si muovono nella stessa direzione con la stessa velocità, Semyeong Oh e colleghi ne hanno scoperte più di 13 000. Hanno anche scoperto alcuni grandi gruppi di stelle che si muovono tutte nella stessa direzione, il che fa supporre che siano nate tutte insieme nello stesso ammasso stellare.

Alcuni astronomi hanno tentato di utilizzare i dati di Gaia per comprendere meglio l'evoluzione stellare. Altri hanno studiato la curvatura del disco galattico.

Il primo rilascio di dati di Gaia ha anche fornito misurazioni della luminosità di oltre 3000 stelle variabili - circa il 10% di esse scoperte di recente proprio da Gaia - e le posizioni e la luminosità di oltre 2000 quasar, ovvero oggetti celesti molto distanti, e quindi considerati immobili, tali da fornire un sistema di riferimento fisso  per associare coordinate uniche a tutti gli altri oggetti celesti, decisamente più vicini e "in moto reciproco". 

E tutto questo è solo la punta dell'iceberg!

"Il primo rilascio di dati è niente in confronto al secondo", afferma Jos de Bruijne, Vice Project Scientist di Gaia.

Il secondo rilascio di dati di Gaia includerà posizioni e luminosità di quasi 1,7 miliardi di stelle; distanze, movimenti e colori di 1,3 miliardi di esse; velocità apparente per un sottoinsieme di sette milioni e misurazioni della luminosità per mezzo milione di stelle variabili. Inoltre, migliorerà le posizioni e la luminosità di oltre mezzo milione di quasar, consentendo di definire ancora meglio un sistema di riferimento celeste, utilizzando solo osservazioni ottiche. 

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Aspettando il secondo rilascio di dati di Gaia (Fonte: ESA, CC BY-SA 3.0 IGO)

 

L'enorme e impegnativo compito di elaborare i dati e preparare il rilascio è stato affidato al Consorzio per l'elaborazione e l'analisi dei dati di Gaia (DPAC), un consorzio europeo di scienziati e esperti di software.

Anthony Brown dell'Osservatorio di Leida, in Olanda, è il presidente del DPAC Executive. Spiega che preparare la seconda versione significa elaborare più di mezzo trilione di dati, derivanti da circa 1,7 miliardi di sorgenti  con una media di 20 osservazioni per sorgente e 15 misurazioni in ciascuna osservazione.

"Se avessi iniziato a contare le sorgenti di Gaia, una al secondo da quando sono nato, finirei fra cinque anni", dice Brown, che ha 48 anni. "Questo ti dà un'idea di quante siano le sorgenti con cui abbiamo a che fare. "

Alla fine della missione, il numero di sorgenti potrebbe raggiungere i due miliardi e ciascuna sarà stata osservata in media 70 volte.

Il secondo rilascio di Gaia sarà un set di dati veramente grande, e grazie all'esperienza maturatacon il primo, gli astronomi sono pronti per iniziare a studiarlo

Che le scoperte continuino!

 

QUI potete trovare tutti gli articoli dedicati alla missione Gaia finora pubblicati

1 commento

  1. Mario Fiori

    Incredibile, aspettiamo curiosissimi e fiduciosi. Non voglio ripetermi ma queste missioni sono la vera fonte di scoperte e approfondimenti.

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