La misión Gaia de la ESA ha producido el catálogo de estrellas más rico de nuestra Galaxia y más allá

La misión Gaia de la ESA ha producido el catálogo de estrellas más rico hasta la fecha, incluidas mediciones de alta precisión de casi 1,7 mil millones de estrellas y revelando detalles nunca antes vistos de nuestra Galaxia .

La vista de todo el cielo de Gaia de nuestra Vía Láctea y las galaxias vecinas, basada en mediciones de casi 1.7 mil millones de estrellas. El mapa muestra el brillo y el color total de las estrellas observadas por el satélite de la ESA en cada parte del cielo entre julio de 2014 y mayo de 2016. Más información. Crédito: ESA / Gaia / DPAC.

Una multitud de descubrimientos están en el horizonte después de este lanzamiento tan esperado, que se basa en 22 meses de cartografía del cielo. Los nuevos datos incluyen posiciones, indicadores de distancia y movimientos de más de mil millones de estrellas, junto con mediciones de alta precisión de asteroides dentro de nuestro Sistema Solar y estrellas más allá de nuestra propia Vía Láctea.

Derecha: La vista de todo el cielo de Gaia de nuestra Vía Láctea y las galaxias vecinas. Los mapas muestran el brillo y el color total de las estrellas (arriba), la densidad total de las estrellas (centro) y el polvo interestelar que llena la Galaxia (abajo). Crédito: ESA / Gaia / DPAC. Más información.

El análisis preliminar de esta información fenomenal revela detalles finos sobre la composición de la población estelar de la Vía Láctea y sobre cómo se mueven las estrellas, información esencial para investigar la formación y evolución de nuestro  Galaxia hogar.

«Las observaciones recopiladas por Gaia están redefiniendo los cimientos de la Astronomía», dice Günther Hasinger, Director de Ciencia de la ESA.

«Gaia es una misión ambiciosa que se basa en una enorme colaboración humana para dar sentido a un gran volumen de datos altamente complejos. Demuestra la necesidad de proyectos a largo plazo para garantizar el avance en la Ciencia y la Tecnología Espaciales y para implementar misiones científicas aún más atrevidas en las próximas décadas «.

Gaia se lanzó en diciembre de 2013 y comenzó operaciones científicas al año siguiente. La primera publicación de datos , basada en poco más de un año de observaciones, se publicó en 2016; contenía distancias y movimientos de dos millones de estrellas.

El nuevo lanzamiento de datos, que abarca el período comprendido entre el 25 de Julio de 2014 y el 23 de Mayo de 2016, fija las posiciones de casi 1.700 millones de estrellas y con una precisión mucho mayor. Para algunas de las estrellas más brillantes del sondeo, el nivel de precisión equivale a que los observadores que se encuentran en la Tierra puedan ver una moneda en euros que yace en la superficie de la Luna.

Con estas mediciones precisas, es posible separar la paralaje de las estrellas -un cambio aparente en el cielo causado por la órbita anual de la Tierra alrededor del Sol- de sus verdaderos movimientos a través de la Galaxia.

El nuevo catálogo enumera la paralaje y la velocidad en el cielo, o movimiento adecuado, para más de 1.3 mil millones de estrellas. A partir de las mediciones de paralaje más precisas, alrededor del diez por ciento del total, los astrónomos pueden estimar directamente las distancias a estrellas individuales.

«El segundo lanzamiento de datos de Gaia representa un gran salto con respecto al satélite Hipparcos de ESA, el predecesor de Gaia y la primera misión espacial para astrometría, que encuestó a unas 118 000 estrellas hace casi treinta años», dice Anthony Brown de la Universidad de Leiden, Países Bajos.

Anthony es el presidente del Ejecutivo del Consorcio de Análisis y Procesamiento de Datos de Gaia, que supervisa la gran colaboración de aproximadamente 450 científicos e ingenieros de software encargados de la tarea de crear el catálogo de Gaia a partir de los datos satelitales.

Comparación entre el primer y segundo lanzamiento de datos de Gaia. Haga clic aquí para obtener detalles y versiones grandes del video. Crédito: ESA / Gaia / DPAC.

«El gran número de estrellas solas, con sus posiciones y movimientos, haría que el nuevo catálogo de Gaia sea ya bastante sorprendente», agrega Anthony.

«Pero hay más: este catálogo científico único incluye muchos otros tipos de datos, con información sobre las propiedades de las estrellas y otros objetos celestes, lo que hace que este lanzamiento sea realmente excepcional».

Algo para todos.

El primer Sondeo de asteroides de Gaia. Haga clic aquí para obtener detalles y versiones grandes del video. Crédito: ESA / Gaia / DPAC

El  conjunto completo de datos ofrece una amplia gama de temas para la comunidad astronómica..

Además de las posiciones, los datos incluyen  información del brillo de todas las estrellas sondeadas y las mediciones de color de casi todas, además de información sobre cómo el brillo y el color de medio millón de estrellas variables cambian con el tiempo. También contiene las velocidades a lo largo de la línea de visión, de un subconjunto de siete millones de estrellas, las temperaturas superficiales de alrededor de cien millones y el efecto del polvo interestelar en 87 millones.

Gaia también observa objetos en nuestro Sistema Solar: el segundo lanzamiento de datos comprende las posiciones de más de 14 000 asteroides conocidos, lo que permite la determinación precisa de sus órbitas. Una muestra de asteroides mucho más grande se compilará en las futuras versiones de Gaia.

Más allá, Gaia se acercó a las posiciones de medio millón de cuásares distantes, galaxias brillantes impulsadas por la actividad de los agujeros negros supermasivos en sus núcleos. Estas fuentes se utilizan para definir un marco de referencia para las coordenadas celestes de todos los objetos en el catálogo de Gaia, algo que se realiza rutinariamente en ondas de radio, pero que ahora también está disponible por primera vez en longitudes de onda ópticas.

Esta infografía (agrandar imagen) resume las escalas cósmicas cubiertas por este completo conjunto de datos, que ofrece una amplia gama de temas para la comunidad  astronómica. El segundo lanzamiento de datos de la misión Gaia de la ESA contiene un catálogo de alta precisión de todo el cielo, que abarca objetos celestes cercanos y lejanos. Incluye objetos como los asteroides en nuestro Sistema Solar, así como la población estelar de nuestra Vía Láctea y sus satélites: cúmulos globulares y galaxias cercanas. También se extiende a cuásares distantes que se utilizan para definir un nuevo sistema de referencia celestial. Crédito:  ESA / Gaia / DPAC, CC BY-SA 3.0 IGO.

Se esperan grandes descubrimientos una vez que los científicos comiencen a explorar la nueva versión de Gaia. Un examen inicial realizado por el consorcio de datos para validar la calidad del catálogo ya ha presentado algunas sorpresas prometedoras, incluyendo nuevas ideas sobre la evolución de las estrellas.

Arqueología galáctica 

«Los nuevos datos de Gaia son tan potentes que los resultados emocionantes simplemente nos saltan«, dice Antonella Vallenari del Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) y el Observatorio Astronómico de Padua, Italia, vicepresidente de la junta ejecutiva del consorcio de procesamiento de datos.

«Por ejemplo, hemos construido el diagrama de estrellas Hertzsprung-Russell más detallado que se haya hecho en el cielo y ya podemos detectar algunas tendencias interesantes. Se siente como si estuviéramos inaugurando una nueva era de arqueología galáctica «.

Más de cuatro millones de estrellas dentro de los cinco mil años luz del Sol están trazadas en este diagrama usando información sobre su brillo, color y distancia del segundo lanzamiento de datos del satélite Gaia de la ESA. Se lo conoce como un diagrama de Hertzsprung-Russell según los astrónomos que lo idearon a principios del siglo XX, y es una herramienta fundamental para estudiar las poblaciones de estrellas y su evolución. Más información. Crédito: ESA / Gaia / DPAC.

Con el nombre de los dos astrónomos que lo idearon a principios del siglo XX, el diagrama de Hertzsprung-Russell compara el brillo intrínseco de las estrellas con su color y es una herramienta fundamental para estudiar las poblaciones de estrellas y su evolución.

Una nueva versión de este diagrama, basada en cuatro millones de estrellas a menos de cinco mil años luz del Sol seleccionadas del catálogo de Gaia, revela muchos detalles finos por primera vez. Esto incluye la firma de diferentes tipos de enanas blancas, los restos muertos de estrellas como nuestro Sol, de modo que se puede diferenciar entre aquellos con núcleos ricos en hidrógeno y aquellos dominados por helio.

Combinado con las mediciones de Gaia de las velocidades de las estrellas, el diagrama permite a los astrónomos distinguir entre varias poblaciones de estrellas de diferentes edades que se encuentran en diferentes regiones de la Vía Láctea, como el disco y el halo , y que se formaron de diferentes maneras. Un escrutinio adicional sugiere que las estrellas de movimiento rápido que se cree que pertenecen al halo abarcan dos poblaciones estelares que se originaron a través de dos escenarios de formación diferentes, lo que exige investigaciones más detalladas.

«Gaia nos permitirá avanzar mucho en nuestra comprensión del Universo en todas las escalas cósmicas«, dice Timo Prusti, científico del proyecto Gaia de la ESA.

«Incluso en el vecindario del Sol, que es la región que pensamos que entendimos mejor, Gaia está revelando características nuevas y emocionantes«.

Para un subconjunto de estrellas a unos miles de años luz del Sol, Gaia ha medido la velocidad en las tres dimensiones, revelando patrones en los movimientos de las estrellas que están en órbita alrededor de la Galaxia a velocidades similares.

Los estudios futuros confirmarán si estos patrones están relacionados con perturbaciones producidas por la barra galáctica, una concentración más densa de estrellas con una forma alargada en el centro de la galaxia, la arquitectura del brazo espiral de la Vía Láctea o la interacción con galaxias más pequeñas que se fusionaron  con ella hace miles de millones de años.

Cúmulos globulares y galaxias enanas orbitando la Vía Láctea. Haga clic aquí para obtener detalles  del video. Crédito: ESA / Gaia / DPAC.

Con la precisión de Gaia, también es posible ver los movimientos de las estrellas dentro de algunos cúmulos globulares, antiguos sistemas de estrellas unidos por la gravedad y encontrados en el halo de la Vía Láctea, y también dentro de nuestras galaxias vecinas, la Pequeña  y la Gran Nube de Magallanes. Más información.

Los datos de Gaia se usaron para derivar las órbitas de 75 cúmulos globulares y 12 galaxias enanas que giran alrededor de la Vía Láctea, proporcionando información de suma importancia para estudiar la evolución pasada de nuestra Galaxia y su entorno, las fuerzas gravitacionales que están en juego y la distribución de la elusiva materia oscura que impregna las galaxias.

Usando datos del segundo lanzamiento de Gaia, los astrónomos han medido el movimiento de 75 cúmulos globulares en el halo de la Vía Láctea y de 12 galaxias enanas que orbitan alrededor de la Galaxia. Las líneas indican las órbitas de estas colecciones estelares, calculadas a partir de las medidas de Gaia de los movimientos propios (el verdadero movimiento en el cielo) de muchas estrellas en cada uno de estos cúmulos y galaxias. Usando la más lejana de estas galaxias, Leo II, ubicada a 840,000 años luz de distancia, los astrónomos pudieron derivar un límite inferior para la masa de nuestra galaxia, que asciende a un billón (10 12 ) de veces la masa del Sol. Este valor está de acuerdo con mediciones anteriores e indica que la Vía Láctea contiene aproximadamente 20 veces más masa de lo que podemos ver en estrellas y gas, lo que es evidencia de la presencia de la esquiva materia oscura. Reconocimientos:  Gaia Data Processing and Analysis Consortium (DPAC); A. Helmi / M. Breddels, Instituto Astronómico Kapteyn, Universidad de Groningen, Países Bajos; F. van Leeuwen, Universidad de Cambridge, Reino Unido; P. Mc Millán, Observatorio de Lund, Suecia. Más información

«Gaia es la Astronomía en su máxima expresión», dice Fred Jansen, Gerente de misión de Gaia en la ESA.

«Los científicos estarán ocupados con estos datos durante muchos años, y estamos listos para sorprendernos con la avalancha de descubrimientos que revelarán los secretos de nuestra galaxia».

Paralaje y movimiento apropiado en el cielo. Haga clic aquí para obtener detalles y versiones grandes del video. Crédito: ESA / Gaia / DPAC.

Notas para los editores

Se puede acceder a los datos del primer lanzamiento de Gaia en http://archives.esac.esa.int/gaia

El contenido del segundo lanzamiento de Gaia fue presentado hoy durante una conferencia de prensa en el ILA Berlin Air and Space Show en Alemania.

Una serie de documentos científicos que describen los datos contenidos en el lanzamiento y su proceso de validación aparecerán en un número especial de Astronomy & Astrophysics .

Una serie de videos de 360 ​​grados y otros recursos de visualización de Realidad Virtual están disponibles en http://sci.esa.int/gaia-vr

Gaia es una misión de la ESA para sondear a más de mil millones de estrellas en nuestra galaxia y su vecindario local, con el fin de construir el mapa 3D más preciso de la Vía Láctea y responder preguntas sobre su estructura, origen y evolución.

Un gran equipo paneuropeo de científicos expertos y desarrolladores de software, el Consorcio de Procesamiento y Análisis de Datos, ubicado y financiado por muchos estados miembros de la ESA, es responsable del procesamiento y validación de los datos de Gaia, con el objetivo final de producir el Catálogo de Gaia. La explotación científica de los datos sólo tendrá lugar una vez que sean lanzados abiertamente a la comunidad.

En los próximos años se emitirán más lanzamientos de datos , y el catálogo final de Gaia se publicará en los años 2020. Este será el catálogo estelar definitivo para el futuro previsible, desempeñando un papel central en una amplia gama de campos de la Astronomía.

Gaia se planeó originalmente para una misión de cinco años, que funcionaría hasta mediados de 2019. La ESA ya aprobó una extensión indicativa hasta fines de 2020, que está pendiente de confirmación a fines de este año.

Fuente del artículo: ESA.

Artículo original: «Gaia creates  richest star map of our galaxy – and beyond«. April 25, 2018.

Material relacionado:

Todos la información (artículos, imágnes, videos) sobre la misión GAIA se encuentra en los links ESA mencionados anteriormente (apartado «Nota para los editores»). Los siguientes artículos, resaltan algunos de los links anteriores y se agregan algunos más.

Un excelente artículo sobre la misión GAIA, sus objetivos, instrumentos, la precisión y volumen de sus datos, destacando que dará lugar a una verdadera revolución en el conocimiento, es presentado por el Investigador Principal de la Misión, Gerard Gilmore:

Un artículo que compara los logros de HIPPARCOS con los esperados de la Misión GAIA, mostrándolo a través de ejemplos utilizando el simulador de GAIA es:

Sobre la Historia de la Astrometría:  la rama de la Astronomía que trata con las posiciones de los objetos celestes, es una crónica larga y compleja, que tiene su origen en los primeros registros de observaciones astronómicas hace más de dos mil años, y se extiende a las observaciones de alta precisión desde el espacio hoy. Después de un período de mediados del siglo XX en el que las mejoras de precisión se vieron obstaculizadas por los efectos perturbadores de la atmósfera terrestre, las precisiones ultraelevadas de las posiciones estelares logradas con las plataformas espaciales han llevado a un avance renovado en esta ciencia fundamental en pocos años:

Sobre la importancia de la precisión de los datos de GAIA para dar luz acerca de la Expansión del Universo y de la Energía Oscura:

Los siguientes artículos muestran las mejores imágenes de la Vía Láctea logradas desde tierra:

Colecciones de artículos  sobre la Vía Láctea:

Libros:

Presentando una colección de ensayos de «Scientific American» sobre la Vía Láctea, que cubre temas como la forma en que se formó, la composición del Sol, el polvo cósmico y lo que se encuentra fuera de ella:

Videos:

Documentales:

Conferencias y Charlas Públicas:

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