La migliore mappa disponibile della Via Lattea è stata appena migliorata.
L’ultimo aggiornamento dell’osservatorio spaziale Gaia, che sta monitorando più di 1 miliardo di stelle nella galassia, fornisce non solo un’immagine statica, ma un’immagine di come le stelle si muoveranno nel tempo. I dati sosterranno studi che vanno dalle origini e l’evoluzione della Galassia alla localizzazione della sua materia oscura.
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“Devo ancora vedere un altro progetto di astronomia – o qualsiasi altra scienza – che abbia avuto un tale impatto su un lasso di tempo così breve”, afferma Amina Helmi, astronomo presso l’Università di Groningen nei Paesi Bassi. “Il mio gruppo è pronto per partire ed è molto entusiasta di scoprire cosa c’è da scoprire e conoscere sulla Via Lattea.” Utilizzando i dati che Gaia ha rilasciato nel 2018, Helmi ei suoi collaboratori hanno studiato i movimenti di un gran numero di stelle per rivelare prove di fusioni galattiche avvenute miliardi di anni nel passato.
Gaia è decollata alla fine del 2013 e ha iniziato a osservare le stelle nel luglio 2014 da un trespolo a 1,5 milioni di chilometri dalla Terra. La sonda dell’Agenzia spaziale europea (ESA) scansiona continuamente il cielo mentre ruota lentamente su se stessa, e ora ha misurato più volte le posizioni delle stesse stelle. Ciò consente agli scienziati di monitorare i movimenti quasi impercettibili delle stelle attraverso la Galassia anno dopo anno. Mentre Gaia orbita attorno al Sole, la sua prospettiva mutevole fa anche cambiare la posizione apparente delle stelle di piccole quantità, tipicamente di un angolo di milionesimi di grado. Questi offset possono essere utilizzati per calcolare la loro distanza dal nostro Sistema Solare utilizzando una tecnica chiamata parallasse.
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Il tipo di informazioni che Gaia fornisce è il pane quotidiano del campo. Senza una misurazione della distanza affidabile, in particolare, può essere difficile indovinare le dimensioni, l’età e la luminosità di una stella e quindi modellarne la struttura e l’evoluzione.
Secondo Floor van Leeuwen, astronomo dell’Università di Cambridge, nel Regno Unito, i ricercatori hanno esaminato attentamente i due precedenti set di dati della missione, rilasciati nel 2016 e nel 2018. Questi sono ora citati in letteratura a una velocità di 3.000 volte all’anno. Finora un sito web ha catalogato 4.324 articoli con referee basati sui dati di Gaia. “Puoi vedere l’influenza dei dati di Gaia che si diffondono in tutta l’astronomia”, dice.
Dopo che l’ultimo aggiornamento è stato rilasciato il 3 dicembre, gli astronomi hanno iniziato a twittare sui controlli che avevano fatto sulle loro stelle preferite. “È come un Natale in anticipo per gli astronomi galattici”, ha twittato Michelle Collins dell’Università del Surrey, nel Regno Unito. João Alves dell’Università di Vienna ha postato trame dello stesso gruppo di stelle per confrontare l’ultimo dataset Gaia con il precedente, ringraziando l’ESA “e i 400 scienziati in Europa che hanno reso questa missione un sogno che si avvera”.
Dump dei dati
L’ultimo aggiornamento di Gaia è costituito da 1,3 terabyte – contro i 551 gigabyte del precedente – e si basa su circa tre anni di dati. La missione ha ampliato il suo catalogo di stelle del 15%, portandolo a 1,8 miliardi, e le sue misurazioni sono diventate più precise. Rispetto al 2018, le misurazioni della distanza di Gaia sono migliori del 50% e quelle delle velocità stellari sono migliori del 100%, afferma van Leeuwen.
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Per ottenere questo miglioramento, il team della missione ha dovuto superare un problema imprevisto con la sonda. Mentre la navicella gira, la luce solare cade su di essa ad angoli variabili, deformandone leggermente la forma. Ciò ha influenzato le sue misurazioni delle posizioni stellari più del previsto. Ma ora il team ha imparato come correggere questo effetto almeno in parte, afferma van Leeuwen. Ciò significa che per stelle fino a quasi 5.000 parsec (16.000 anni luce) del Sistema Solare, può misurare le distanze con una precisione fino al 10%. Al termine della missione, il team prevede di raggiungere questo livello di precisione fino a distanze di 10.000 parsec, che era il suo piano originale (vedi “Gaia’s Gold”).
Il rilascio dei dati include un censimento completo delle vicinanze del Sole: tutte le stelle tranne le più deboli entro 100 parsec (326 anni luce), per un totale di oltre 300.000 oggetti. La misurazione dettagliata dei movimenti stellari di Gaia ha anche permesso ai ricercatori di prevedere come sarà il cielo notturno della Terra per 1,6 milioni di anni a venire: mentre le stelle si muovono, tutte le costellazioni che vediamo attualmente scompariranno.
Oltre alle stelle, Gaia mappa anche i quasar, i cuori ardenti di altre galassie molto più lontane. I quasar sono troppo distanti per mostrare qualsiasi parallasse e sembrano essenzialmente immobili, il che li rende punti di riferimento ideali per seguire i movimenti di altre cose, comprese le placche tettoniche sulla Terra. Ma a causa di un effetto ottico della relatività, il cielo appare leggermente deformato nella direzione del movimento del Sistema Solare nella Via Lattea. Ora Gaia ha misurato come quella direzione cambia leggermente, come risultato dell’attrazione gravitazionale della Galassia: in un anno, il Sistema Solare accelera di 7 millimetri al secondo.
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Denis Erkal, astronomo dell’Università del Surrey, Regno Unito, ha utilizzato rapidamente i dati sull’accelerazione del Sistema Solare per escludere la presenza di enormi nubi di materia oscura nello spazio vicino. La trama che ha twittato fornisce solo un calcolo approssimativo, ma suggerisce già studi che potrebbero diventare fattibili man mano che la missione raccoglie più dati.
Un set di dati più completo dovrebbe essere pubblicato nel 2022 e includerà spettri stellari aggiornati. Dovrebbe anche mostrare migliaia di stelle che oscillano sotto l’attrazione gravitazionale di un altro oggetto, fornendo un nuovo strumento per scoprire migliaia di enormi esopianeti. Dopodiché, il team di Gaia prevede di produrre almeno un’altra mappa della Galassia notevolmente migliorata. La sonda ha abbastanza carburante per continuare a funzionare fino al 2025.
