Более миллиарда мерцающих звезд, лениво дрейфующих по небу во время вращения Земли и нашей родной галактики, были нанесены на 3-D карту спутником Gaia (Гайа) Европейского космического агентства.
В среду ученые выпустили обширный каталог данных амбициозного проекта - второй на сегодняшний день подобной информационной свалки. В нем подробно описаны блуждания почти 1,7 миллиарда звезд, более семи миллионов из которых были определены с изысканной точностью.
"Мы ждали этого релиза 20 лет", - говорит Амина Хельми из Каптейского астрономического института при Гронингенском университете.
Точное определение местоположения звёзд на небе может показаться не самой сложной задачей - в конце концов, разве мы не рисовали небеса с тех пор, как была изобретена письменность? Но Гайя занимается не только этим. Она также очень точно измеряет расстояния до этих звёзд, а это значит, что у астрономов теперь есть сундук с сокровищами информации, который можно открыть и поиграть с его содержимым. Уже готовится к публикации более десятка работ в журнале "Астрономия и астрофизика", астрономы собираются в институте "ФлатИрон" в Нью-Йорке, чтобы начать прочесывать данные, а команды гоняются за тем, чтобы вытащить самородки из данных, которые могли бы ответить на некоторые важнейшие вопросы о Вселенной.
Среди историй, которые могут рассказать данные Гайа, - то, как галактика Млечного Пути эволюционировала в свою нынешнюю конфигурацию, как быстро расширяется локальная вселенная, насколько распространены большие планеты, есть ли данные о передовых внеземных технологиях и что происходит примерно с 14 000 астероидов в нашей собственной Солнечной системе.
Мир полон звезд!
Запущенный в 2013 году, спутник Гайа смотрел на небо и был многозадачным, чего ни один телескоп никогда не делал. Одна из его задач - измерять движения звезд, которые астрономы могут использовать для геометрического определения их расстояния (фокус в том, чтобы эти движения были нанесены на карту с достаточной точностью, чтобы обеспечить необходимую математику, на что способен острый глаз Гайа). В этом выпуске данных содержатся точные движения 7 миллионов звезд в трехмерном пространстве, а также двухмерные движения на небе для почти 1,4 миллиарда других. Команда планирует выпустить свой окончательный набор данных в 2020 году, который также будет включать информацию об отличительных химических свойствах этих звезд.
Взгляд в прошлое Млечного Пути
Как уже упоминалось, данные из Гайи окажут глубокое влияние на то, что мы знаем о звездах, планетах и нашей галактике. Среди его более дразнящих находок будут данные по галактической археологии или использование движений и свойств звезд для реконструкции эволюционной истории нашей галактики.
"В движениях звезд сохраняется память об их происхождении", - объясняет Хельми, отмечая, что звезды, движущиеся вместе через космос, имеют общее прошлое. Отслеживая перемещения этих звездных групп, ученые могут перемотать время и выяснить, когда и сколько столкновений произошло в галактике.
В частности, Хельми и ее коллеги рассматривают звезды в галактике, состоящие из орбитальных карликовых галактик, звездных стримеров и других обломков космических скоплений. Кроме того, движения этих звезд указывают на присутствие и плотность темной материи - невидимого вещества, в которое встроена наша галактика, но которому удается избежать прямого обнаружения.
"Поэтому мы можем использовать их вместе с шаровыми скоплениями, карликовыми галактиками, потоками, чтобы выяснить, как темная материя распределяется в пространстве", - говорит она.
Расширяющаяся вселенная
Верно. Данные Гайи не только помогут нам немного больше понять о галактике, в которой мы живем, но и помогут ученым понять, как быстро локальная Вселенная разлетается на части. Мы знаем с 1990-х годов, что скорость расширения увеличивается, но точная скорость все еще немного нечеткая. Данные Гайи помогут ученым закрепить число, называемое константой Хаббла, которое является мерой этого расширения, предоставив мускулистый набор космических миль-маркеров, которые ученые могут использовать для измерения расстояний. Для локальной вселенной этими мильными маркерами являются переменные звезды Цефеида, которые периодически пульсируют и имеют одинаковую внутреннюю яркость. (Сравнивая наблюдаемую яркость далеких Цефеидов с их ожидаемой яркостью, астрономы могут понять, насколько они далеки).
До сих пор астрономы оценивали эти расстояния по данным 10 хорошо изученных переменных звезд с длинными периодами в Млечном Пути. Гея увеличила размер калибровочной пробы до более чем 50, что означает, что команды могут существенно улучшить свои измерения расстояний до локальных галактик. Оттуда они могут использовать Цефеиды для построения следующей ступени лестницы расстояний, которая основана на определенном типе звездного взрыва, называемого сверхновой типа 1a, видимой на миллиарды световых лет.
"Установление того, насколько по своей сути яркими являются Цефеиды, является ключевым моментом, которого Гайа поможет нам достичь", - говорит Дэвид Джонс из UC Santa Cruz. "Так как мы можем калибровать Цефеиды и сверхновые типа 1a, у нас есть точные расстояния для большей части наблюдаемой вселенной".
