Ini Bukan Foto Bima Sakti. Ia adalah Peta 1.8 Bilion Bintang Daripada Keluaran Data Baharu Utama Gaia
Pada 2013, Agensi Angkasa Eropah (ESA) mengerahkan Gaia misi ke angkasa lepas, sebuah balai cerap generasi akan datang yang akan menghabiskan lima tahun akan datang mengumpul data tentang kedudukan, jarak dan pergerakan bintang yang betul. Data yang terhasil akan digunakan untuk membina katalog ruang 3D terbesar yang pernah ada, berjumlah 1 bilion bintang, planet, komet, asteroid, quasar dan objek angkasa yang lain.
Sejak misi bermula, ESA telah mengeluarkan tiga keluaran awalGaiadata, setiap satunya telah membawa kepada penemuan penyelidikan baharu dan peta yang lebih terperinci tentang galaksi kita. Berdasarkan pada keluaran ketiga data misi, yang dikenali sebagai Keluaran Data Awal 3 (Gaia EDR3), ahli astronomi telah mencipta peta seluruh langit yang merangkumi data terkini tentang objek angkasa dan berjaya menangkap jumlah kecerahan dan warna bintang di galaksi kita.
EDR3 telah diumumkan pada 3 Disember 2020, dan termasuk data tentang kedudukan dan kecerahan lebih daripada 1.8 bilion bintang, paralaks dan gerakan betul hampir 1.5 bilion bintang, dan warna lebih daripada 1.5 bilion bintang. Ia juga termasuk data tentang lebih daripada 1.6 juta sumber cahaya tambahan galaksi, termasuk bintang, gugusan globular dan galaksi yang lebih jauh.
Peta ketumpatan galaksi berdasarkan EDR3 tanpa warna tambahan. Kredit: ESA/Gaia/DPAC/A. Moitinho dan M. Barros
Peta Baharu
Berbanding dengan keluaran sebelumnya ( Gaia DR2 ) yang dikeluarkan pada April 2018, ini mewakili peningkatan lebih daripada 100 juta sumber. Di samping itu, keluaran terkini termasuk penambahbaikan dalam ketepatan umum dan ukuran ketepatan. Dengan data yang dikemas kini ini, ahli astronomi dapat mencipta peta yang menunjukkan bukan sahaja kecerahan, tetapi juga kepadatan galaksi kita.
Manakala kawasan yang lebih terang sepadan dengan kepekatan bintang terang yang lebih tumpat, kawasan yang lebih gelap ialah bahagian langit yang terletak bintang yang lebih sedikit dan redup. Di seberang satah galaksi, terdapat tompok gelap yang dicipta oleh awan latar depan gas antara bintang dan habuk yang menyerap cahaya dari bintang yang lebih jauh. Struktur mendatar yang terang sepadan dengan cakera leper Bima Sakti (aka. satah galaksi) yang dilihat di tepi.
Kebanyakannya adalah awan yang menyembunyikan tapak semaian bintang, nebula meresap dalam medium antara bintang tempat bintang baharu dilahirkan. Di seberang satah galaksi, terdapat kawasan tompok gelap, yang sepadan dengan awan latar depan gas antara bintang dan habuk yang menyerap cahaya dari bintang yang lebih jauh. Dan sudah tentu, terdapat 'bonjolan' terang di tengah adalah kepekatan padat bintang dan gas yang merupakan pusat Galactic.
Kemudian terdapat banyak gugusan globular dan terbuka yang muncul sebagai bintik-bintik terang di sepanjang imej, sebahagian daripadanya adalah galaksi di luar kita sendiri. Dua objek terang di bahagian bawah sebelah kanan imej ialah Awan Magellan Besar (LMC) dan Awan Magellan Kecil (SMC), dua galaksi kerdil yang mengorbit Bima Sakti (dan dijangka bergabung dengannya dalam beberapa bilion tahun).
Warna bintang dihasilkan semula dengan menggabungkan jumlah cahaya yang dikumpul olehGaiadengan semua cahaya biru dan merah dirakam dari setiap tompok langit. Ini adalah satu lagi peningkatan yang ditawarkan oleh EDR3, iaitu kehadiran maklumat warna untuk sekitar 1.5 bilion sumber (200 juta lebih daripada DR2).
Perlanggaran Galactic
Satu lagi kejayaan yang diperoleh daripada keluaran data terbaharu ini ialah cara ia membenarkan ahli astronomi mengesan populasi bintang yang lebih tua dan lebih muda sehingga ke antipusat galaksi (hujung paling galaksi). Ini membolehkan ahli astronomi menentukan cara penggabungan lalu mempengaruhi struktur cakera Bima Sakti dan mencipta model komputer yang meramalkan cara ia akan berkembang lebih besar mengikut masa.
Data menunjukkan bahawa di kawasan luar cakera terdapat komponen bintang yang bergerak perlahan di atas satah menuju ke bawah dan komponen yang bergerak pantas di bawah satah yang bergerak ke atas. Corak ini mengejutkan ahli astronomi dan telah mengukuhkan kes untuk perlanggaran hampir antara Bima Sakti dan Galaksi Kerdil Sagittarius pada masa lalu baru-baru ini.
Galaksi kerdil ini, yang mengandungi beberapa puluh juta bintang, terletak kira-kira 70,000 tahun cahaya dari Bumi dan mengorbit Bima Sakti di sekeliling kutubnya. Galaksi satelit ini kini sedang dikanibalkan oleh Bima Sakti, satu proses yang telah membawanya dekat dengan galaksi kita beberapa kali pada masa lalu. Dengan setiap laluan, pengaruh graviti galaksi ini sudah cukup untuk mengganggu beberapa bintang dalam cakera galaksi kita.
Gerakan cemerlang Gaia untuk 400 ribu tahun akan datang. Kredit: ESA/Gaia/DPAC, CC BY-SA 3.0 IGO ./A. Brown, S. Jordan, T. Roegiers, X. Luria, E. Masana, T. Prusti dan A. Moitinho
ESA Konsortium Pemprosesan dan Analisis Data (DPAC), pasukan saintis pakar dan pembangun perisian pan-Eropah, telah pun dapat mengesan riak halus dalam Bima Sakti . Mereka mengaitkan ini dengan perlanggaran masa lalu antara Sagittarius dan Bima Sakti antara 300 dan 900 juta tahun dahulu. Data terbaharu ini menyokong kes ini berdasarkan pergerakan bintang dalam cakera galaksi.
Teresa Antoja , Felo Marie Curie Sk?odowska dengan Institut Sains Kosmos di Universiti Barcelona, mengusahakan analisis ini dengan rakan sekerja DPAC. 'Corak pergerakan dalam bintang cakera adalah berbeza dengan apa yang kami percaya dahulu,' katanya dalam ESA baru-baru ini kenyataan akhbar . 'Ia boleh menjadi calon yang baik untuk semua gangguan ini, seperti yang ditunjukkan oleh beberapa simulasi daripada pengarang lain.'
Gerakan Bintang
Selain itu, penyelidik dari Universiti Helsinki mencipta animasi menggunakan gerakan yang betul daripada 40,000 bintang yang dipilih secara rawak dalam tempoh 1.6 juta tahun akan datang. Semasa ia berlangsung, bintang kelihatan bergerak dari sebelah kiri galaksi dan mengumpul di sebelah kanan, yang merupakan hasil daripada gerakan Sistem Suria. Begitu juga, gerakan jelas quasar membantu mengekang gerakan mutlak Sistem Suria.
'Pengetahuan yang terakru oleh Gaia mempengaruhi ketepatan navigasi satelit pada masa hadapan,' Berkata Profesor Markku Poutanen dari Institut Penyelidikan Geospatial Finland (FGI). 'Kedudukan satelit dan orientasi Bumi di angkasa ditentukan dalam bingkai rujukan yang terikat dengan arah quasar. Ketepatan dan keadaan seni bingkai rujukan adalah penting untuk ketepatan dalam navigasi.'
Sebagaimana Prof. Karri Muinonen dari Universiti Helsinki dan Profesor Penyelidikan dengan FGI dijelaskan :
'Dalam animasi, laluan pendek dan panjang menggambarkan perubahan dalam kedudukan cemerlang dengan 80 000 tahun. Yang pertama kebanyakannya berkaitan dengan bintang yang jauh, sedangkan yang kedua adalah semata-mata disebabkan oleh bintang yang berdekatan. Sesekali, denai pendek berkembang menjadi denai panjang, dan denai panjang menyusut menjadi denai pendek. Ini juga berkaitan dengan perubahan jarak bintang-bintang.”
'Ini menunjukkan pergerakan purata Sistem Suria berkenaan dengan bintang di sekelilingnya. Dari sudut pandangan Finland, adalah menarik bahawa usul yang didokumentasikan oleh Gaia bersetuju dengan penyelidikan perintis mengenai gerakan Sistem Suria olehFriedrich Wilhelm August Argelander(1799-1875) pada abad ke-19 di Balai Cerap Helsinki.
Argelander ialah ahli Balai Cerap Universiti Helsinki, yang dikenali sebagai Universiti Imperial Alexander pada masa itu. Ia merupakan ahli astronomi pertama yang mengira pergerakan dan arah Sistem Suria di sekitar pusat Bima Sakti. Pemerhatian ini dibuat semasa Argelander berada di Balai Cerap Turku dari 1827 hingga 1831, bersama-sama dengan kedudukan tepat 560 bintang.
Penyelidikan lanjut yang dilakukan oleh DPAC mengukur bagaimana gerakan Sistem Suria memecut dari semasa ke semasa. Menggunakan gerakan yang diperhatikan galaksi yang sangat jauh, mereka menganggarkan bahawa Sistem Suria memecut pada kadar 0.23 nm/s2(berbanding dengan kerangka lain Alam Semesta), yang menambah sehingga peningkatan sekitar 115 km setahun.
Banci Bintang
Data EDR3 juga membenarkan banci bintang baharu dijalankan, dikenali sebagai Katalog Gaia Bintang Berdekatan , yang mengandungi 331 312 objek (anggaran 92% daripada bintang) dalam tempoh 326 tahun cahaya dari Sistem Suria. Ini adalah bancian pertama yang diperoleh sejak Katalog Gliese Bintang Berdekatan telah disusun pada tahun 1957. Pada mulanya, ia mengandungi hanya 915 objek, dikemas kini kepada 3,803 objek pada tahun 1991, dan dihadkan kepada jarak 82 tahun cahaya.
Dalam erti kata lain, banci Gaia baharu mengandungi 100 kali lebih banyak objek pada empat kali jarak. Ia juga menyediakan ukuran lokasi, gerakan dan kecerahan yang tertib magnitud lebih tepat daripada katalog Gliese. Sebagai Muinonen diterangkan proses perlombongan data:
'Kami bertanggungjawab untuk pengiraan harian orbit untuk asteroid yang ditemui oleh Gaia. Berdasarkan pengiraan ini, pemerhatian susulan berasaskan tanah dianjurkan. Sebelum keluaran data, kami mengambil bahagian dalam pengesahan pemerhatian Gaia terhadap kedudukan, kecerahan dan spektrum asteroid.
'Penyelidikan kami dengan data Gaia memfokuskan pada orbit asteroid, tempoh putaran dan orientasi kutub, jisim, bentuk dan sifat struktur dan komposisi permukaan. Dalam pengiraan kebarangkalian perlanggaran untuk asteroid berhampiran Bumi, ketepatan bingkai rujukan adalah penting sepenuhnya.'
Sebagai Timo Prusti, yangGaiaSaintis Projek, tambah :
'Gaia EDR3 adalah hasil usaha besar daripada semua orang yang terlibat dalam misi Gaia. Ia adalah set data yang sangat kaya dan saya menantikan banyak penemuan yang akan dibuat oleh ahli astronomi dari seluruh dunia dengan sumber ini.Dan kami belum selesai lagi; lebih banyak data hebat akan menyusul apabila Gaia terus membuat pengukuran dari orbit.'
Ini dan pandangan baharu yang lain hanyalah penemuan terbaru yang diperoleh daripada data yang telah dikumpul oleh Gaia sejak tujuh tahun yang lalu. EDR3 ialah yang pertama daripada keluaran dua bahagian, yang akan diikuti dengan pengeluaran Data Release 3 (DR3) penuh. Disebabkan oleh wabak itu, tarikh tersebut telah ditolak tetapi pada masa ini dijangka akan berlaku oleh separuh pertama 2022 .
Pada 1 Oktober, pada mesyuarat ESA Jawatankuasa Program Sains (SPC), ituGaiamisi dilanjutkan sekali lagi – kali ini kepada 31 Disember 2022. Sementara menunggu semakan pertengahan penggal dan pengesahan oleh SPC, misi itu mungkin dilanjutkan kepada 2025. Dengan semua data yang diberikannya, jelas bahawa ESA mahu untuk meneruskan misi ini!
Bacaan lanjut: INI , ESA (2) , Universiti Helsinki