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MISSIONE GAIA: Dalle vicinanze del Sole al lontano Universo

Doveva essere solo un database di prova per testare le potenzialità del sistema, e invece il primo set di dati si è rivelato una miniera di scoperte, una più interessante dell'altra! Nane rosse e bianche finora sconosciute nostre vicine di casa, stelle iperveloci lanciate verso il vuoto intergalattico, incontri stellari ravvicinati nel futuro prossimo del nostro Sole, stelle variabili, quasar... in questo articolo l'ESA ci propone una panoramica di tutto questo, nel prossimo, dedicato al secondo rilascio di dati, ci aprirà le porte verso il teatro infinito del Cosmo!

 

L'articolo che segue è la traduzione di questo http://sci.esa.int/gaia/60187-gaia-s-surprising-discoveries-from-the-sun-s-neighbourhood-to-the-distant-universe/

20/4/2018

Il primo rilascio di dati di Gaia non era stato pensato per essere un database completo con cui avrebbero potuto essere fatte importanti scoperte scientifiche. In realtà era stato concepito come una serie di dati di prova con i quali gli astronomi avrebbero potuto fare pratica, in modo da essere pronti per il secondo rilascio di dati, consistente in un miliardo di parallassi e moti propri di stelle.

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La prima mappa del cielo elaborata con i dati di Gaia (Fonte: ESA/Gaia/DPAC)

E invece, sono state pubblicate moltissime scoperte nell'anno e mezzo tra la prima versione, pubblicata a settembre 2016 e la seconda, prevista per il 25 aprile 2018. Questi risultati dimostrano quanto già siano importanti i dati di Gaia, e quanto straordinaria sarà la sua prossima diffusione di dati.

La prima versione includeva posizioni celesti di 1,1 miliardi di stelle, la parallasse (una misura della distanza stellare) e il moto proprio di un sottoinsieme di due milioni di sorgenti, oltre a informazioni aggiuntive su 3000 stelle variabili e 2000 quasar distanti. Basandosi su questo set di dati, i primi, inattesi risultati di Gaia stanno già influenzando il modo in cui pensiamo agli ambienti cosmici vicini e lontani.

Dalle zone più vicine al nostro Sole alle estreme distanze dell'Universo, Gaia sta facendo avverare i sogni degli astronomi.

A partire da vicino, Coryn Bailer-Jones ha trovato 16 stelle nel catalogo che transiteranno a non oltre 6,5 ​​anni luce dal nostro Sistema Solare, nel prossimo (in tempi astronomici) futuro. L'incontro più vicino è confermato per Gliese 710, una nana rossa che, come gli astronomi avevano già previsto, si avvicinerà molto al Sole entro circa 1,3 milioni di anni. Le perturbazioni gravitazionali derivanti da questi passaggi ravvicinati potrebbero influenzare la nube di Oort, il grande serbatoio di comete primordiali che orbitano nella fredda e oscura periferia del Sistema Solare. Questo potrebbe spingere alcuni di questi oggetti nel Sistema Solare interno sotto forma di docce cometarie, e potrebbero potenzialmente verificarsi impatti sulla Terra o su altri pianeti.

Il video che segue è una ricostruzione artistica dell'incontro ravvicinato con Gliese 710 (Fonte: ESA/Gaia/DPAC):

 

Anche Ralf-Dieter Scholz e colleghi hanno cercato stelle vicine, ma nel loro caso nane bianche e non nane rosse. Le nane bianche sono stelle decedute, resti stellari che un tempo erano come il Sole. Hanno trovato tre candidate in un raggio di 80 anni luce dalla Terra, quasi raddoppiando il numero di nane bianche conosciute nelle vicinanze del Sole e dimostrando la fattibilità del loro processo di ricerca, pronto per il secondo rilascio di dati di Gaia.

Invece di cercare stelle vicine, Tommaso Marchetti e colleghi hanno addestrato una rete neurale di intelligenza artificiale per la ricerca di stelle che si muovono in modo estremamente veloce. Queste cosiddette "stelle iperveloci" hanno origine nel disco o centro della Galassia e vengono lanciate verso l'esterno da collisioni con altri oggetti celesti, oppure dall'incontro con il buco nero supermassiccio che risiede nel centro della Via Lattea. Molte delle stelle stanno viaggiando così velocemente che non torneranno mai nelle regioni centrali della Via Lattea e si perderanno nelle profondità dello spazio intergalattico. La rete neurale ha trovato 80 possibili stelle iperveloci nel primo set di dati di Gaia, che il team ha ulteriormente studiato usando altri telescopi, confermando che almeno sei possono essere effettivamente rintracciate nel Centro Galattico.

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Rappresentazione artistica di stelle che attraversano la galassia a grande velocità (Fonte: ESA, CC BY-SA 3.0 IGO)

Non sono solo le stelle in movimento che interessano gli astronomi. Studiare la distribuzione di velocità delle stelle nelle vicinanze del Sole ha dimostrato che ci sono molte strutture cinematiche. Si tratta di gruppi di stelle che non si trovano necessariamente vicini l'uno all'altro nello spazio ma si muovono con velocità simili in direzioni simili. Ci sono diverse possibilità sul perché le diverse stelle hanno proprietà cinematiche simili: potrebbero derivare da antichi ammassi aperti che sono ormai dissolti; potrebbero essere dovuti a risonanze dinamiche all'interno della Via Lattea; oppure potrebbero anche essere resti di galassie satelliti che si sono fuse con la Via Lattea miliardi di anni fa. Iryna Kushniruk e colleghi hanno trovato 19 strutture cinematiche nella prima versione di Gaia, tre di loro completamente sconosciute prima. La seconda versione promette di rivelare queste strutture in modo molto più dettagliato, e forse di scoprirne altre.

Guardando fuori dalla Galassia, Gaia ha iniziato a ridisegnare la mappa dei nostri vicini galattici. Vasily Belokurov e colleghi hanno usato i dati per tracciare un bellissimo ponte di stelle variabili tra la Grande e la Piccola Nube di Magellano, due galassie satelliti della Via Lattea. Questo dimostra che questi sistemi non sono completamente separati. Gli astronomi hanno organizzato questo lavoro in modo creativo: hanno esaminato gli errori stimati nelle misurazioni della luminosità nei dati di Gaia e si sono resi conto che quelli con gli errori più grandi devono essere stelle variabili pulsanti. Questo perché le stelle variabili cambiano significativamente la loro luminosità e quindi generano i più grandi 'errori' su valori lontani dalla loro luminosità media.

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La Grande Nube di magellano (LMC), una delle galassie più vicine alla nostra Via Lattea, vista dal satellite Gaia dell'ESA dopo i suoi primi 14 mesi di attività. Le immagini soprastanti non sono fotografie ma sono state compilate mappando la densità totale delle stelle (a sinistra) e la quantità totale di radiazioni, o flusso (a destra), rilevate da Gaia (Fonte: ESA/Gaia/DPAC)

I primi dati di Gaia sono stati anche usati per investigare su un'altra galassia vicina, conosciuta come la Galassia Nana Scultore. Utilizzando le misurazioni del DR1 e del Telescopio Spaziale Hubble, Davide Massari e colleghi hanno dimostrato che questa galassia nana si muove attorno alla Via Lattea su un'orbita molto inclinata e allungata che la porta molto più lontano di quanto si pensasse in precedenza. Tracciando il movimento delle stelle all'interno della galassia, sono anche riusciti a stimare la distribuzione della materia oscura che sarebbe necessaria per far muovere le stelle come osservato. Essere in grado di vedere il movimento delle singole stelle in un'altra galassia segna l'inizio di una nuova era per gli astronomi.

Gli oggetti più distanti osservati da Gaia sono i quasar, ovvero galassieprimordiali con nuclei intensamente brillanti. Il potere di un quasar deriva da una materia eccezionalmente calda che cade in un buco nero centrale, supermassiccio, attraverso una struttura nota come disco di accrescimento. Usando i dati della prima versione, Fernanda Ostrovski e colleghi hanno scoperto un quasar grazie all'effetto lente gravitazionale generato da una galassia interposta. Tali allineamenti consentono agli astronomi di mappare la struttura della galassia lente e sondare le proprietà fisiche dei dischi di accrescimento dei quasar. Possono anche essere usati per vincolare parametri cosmologici come il tasso di espansione dell'Universo.

Per quanto notevoli siano tutte queste scoperte, sono solo un assaggio di ciò che arriverà con il secondo rilascio di dati di Gaia.

 

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

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