Gaia missie vijf inzichten die astronomen uit de laatste gegevens kunnen

Gaia-missie: vijf inzichten die astronomen uit de laatste gegevens kunnen halen

Gaia brengt de sterren van de Melkweg in kaart. ESA/ATG medialab; achtergrond: ESO/S. Brunier, CC BY-NC

De Gaia-missie van de Europese ruimtevaartorganisatie (Esa) heeft zojuist nieuwe gegevens vrijgegeven. De Gaia-satelliet werd in 2013 gelanceerd, met als doel de precieze posities van een miljard sterren te meten. Naast het meten van de posities, snelheden en helderheid van de sterren, heeft de satelliet gegevens verzameld over een enorm scala aan andere objecten.

Er is veel om astronomen enthousiast over te maken. Hier zijn vijf van onze favoriete inzichten die de gegevens kunnen opleveren.

1. Geheimen van het verleden en de toekomst van ons melkwegstelsel

Alles in de ruimte beweegt, en de sterren vormen daarop geen uitzondering. De meest recente gegevens bevatten de grootste driedimensionale kaart van de Melkweg die ooit is gemaakt – en laten zien hoe de sterren in ons melkwegstelsel bewegen. Eerdere gegevens hadden betrekking op de bewegingen van sterren in twee dimensies: op-neer en links-rechts (samen bekend als de eigenbeweging van sterren). Maar de nieuwste gegevens laten ook zien hoe snel sterren zich van ons af of naar ons toe bewegen, iets wat we de radiale snelheid van de sterren noemen.

Door de radiale snelheid te combineren met de eigenbewegingen, kunnen we te weten komen hoe snel sterren in drie dimensies bewegen terwijl ze om de Melkweg draaien. Dit betekent dat we nu niet alleen de beste kaart hebben van waar de sterren van het melkwegstelsel zich nu bevinden, maar dat we hun bewegingen ook vooruit kunnen volgen om te zien hoe dingen zullen veranderen, en achteruit om te zien hoe dingen vroeger waren.

Dit kan ons dingen vertellen over de geschiedenis van ons melkwegstelsel, zoals welke sterren uit andere melkwegstelsels afkomstig kunnen zijn en in het verleden met onze eigen sterrenstelsels zijn samengesmolten. Metingen van de radiale snelheid kunnen ons ook helpen verborgen objecten te vinden, zoals planeten en bruine dwergen (extreem zwakke sterren met een lage massa), aan de hand van de minuscule wiebels die ze veroorzaken als ze om een gastheerster draaien.

2. Details over hoe sterren sterven

Gaia meet niet alleen de sterren in ons eigen melkwegstelsel, maar ook die in het naburige Andromedastelsel. De gegevens omvatten iets dat Gaps heet: het Gaia Andromeda fotometrisch onderzoek. Een fotometrisch onderzoek meet de helderheid van sterren en hoe die in de loop van de tijd verandert. Met Gaps heeft Gaia de helderheid in de tijd gemeten van elke ster in de richting van het Andromedastelsel.

Dat zijn 1,2 miljoen sterren. Sommige daarvan zullen voorgrondsterren in de Melkweg zijn die toevallig in de weg staan, maar het zou ruwweg de helderste 1% van de sterren in het Andromedastelsel moeten omvatten. Hiermee kunnen we bestuderen hoe de helderheid van de grootste, meest heldere sterren in Andromeda verandert, wat ons iets kan vertellen over hun evolutie en waar ze zich in hun levenscyclus bevinden.

Dit zou ons meer kunnen vertellen over oude sterren die het einde van hun leven naderen – waarvan sommige uiteindelijk supernova’s (enorme explosies) zouden kunnen produceren.

3. De waarheid over de vreemde uitdijing van het heelal

Quasars, extreem energetische kernen van sterrenstelsels aan de rand van het waarneembare heelal, zijn de meest lichtgevende objecten in het heelal en de meest verafgelegen objecten die we kunnen zien. En de nieuwe gegevens omvatten metingen van 1,1 miljoen van hen. Quasars bevatten superzware zwarte gaten die verstrikt zijn geraakt in een gewelddadige voedingswoede. Naast deze bevestigde quasars heeft Gaia nog eens 6,6 miljoen quasarkandidaten gevonden.

Schematische afbeelding van de uitdijing van het heelal.

Uitdijing van het heelal.
NASA/WMAP

Dit zou het aantal bekende quasars enorm kunnen doen toenemen, en dat zou heel belangrijk kunnen zijn, want daarmee kunnen we de afstand tot de verste uithoeken van het heelal meten. Daarmee kunnen we dan weer meten hoe snel het heelal uitdijt. Het is belangrijk dat we dat nauwkeuriger kunnen meten, want we hebben twee tegenstrijdige metingen van de uitdijing, en we weten niet welke van de twee juist is – het probleem wordt “de Hubble spanning” genoemd.

4. Hoeveel asteroïden hebben manen?

Niet alles wat Gaia bestudeert is zo ver van huis. De gegevens bevatten 158.000 objecten in ons eigen zonnestelsel. Dat omvat nieuwe metingen van 156.000 bekende asteroïden, die ons precies vertellen welke paden zij volgen als zij rond de zon draaien.

Niet alleen dat, maar het Gaia team heeft aangetoond dat zij in staat zijn om manen te vinden die om asteroïden draaien, gebaseerd op hoe de manen de asteroïden laten wiebelen. Er zijn al een paar honderd asteroïden met manen bekend, maar Gaia kan asteroïdemanen vinden, zelfs als de maan te klein is om direct te zien. Het kan ook de posities van asteroïden zo nauwkeurig meten dat het de lichte wiebel in de positie ziet die door de zwaartekracht van een maan wordt veroorzaakt. Esa zegt dat de laatste gegevens ten minste één zo’n nieuwe maan bevatten, maar het kunnen er veel meer zijn.

Beeld van asteroïden rond de zon zoals gezien door Gaia.

Asteroïden rond de Zon zoals gezien door Gaia. Elke asteroïde is een segment dat zijn beweging over 10 dagen voorstelt (met blauw voor het binnenste zonnestelsel).
ESA/Gaia/DPAC, CC BY-ND

Het verzamelen van betere gegevens over asteroïden kan ons iets vertellen over de chaos van het vroege zonnestelsel, toen de grotere planeten kleinere planeten en asteroïden in nieuwe banen rond de zon wierpen en leidden tot het zonnestelsel van vandaag.

5. Hoe sterren ontstaan en werken

Onze zon is een solitaire ster, maar veel sterren hebben metgezellen – die rond een gemeenschappelijk centrum draaien. De nieuwe gegevens bevatten de eerste voorproefjes van Gaia’s catalogus van zulke meervoudige stersystemen. Dit is een eerste lijst, de volledige catalogus komt in een later stadium, maar hij bevat nu al 813.000 binaire (twee-sterren) systemen.

Binaire sterren kunnen ons veel vertellen over hoe sterren werken en hoe ze worden gevormd. Dit geldt vooral voor de zogenaamde eclipsing binaire systemen. Dit zijn dubbelsterren die toevallig zo op een rij staan dat de sterren vanuit ons gezichtspunt voor elkaar langs bewegen. Bedekkingsbinaire stelsels zijn bijzonder omdat we er metingen aan kunnen doen om alle fysische eigenschappen van het stelsel te bepalen, zoals de massa en grootte van de sterren, en hoe ver weg ze staan. Daardoor kunnen we veel meer te weten komen dan door afzonderlijke sterren te bestuderen.

Deze nieuwe gegevens zullen astrofysici over de hele wereld enthousiast maken, en wij kunnen niet wachten om ons erin te verdiepen en te zien wat we kunnen vinden. Sommige antwoorden hebben we misschien al in de komende maanden, andere misschien pas later.

The Conversation

Adam McMaster ontvangt financiering van de Science and Technology Facilities Council, DISCnet, en de Open University Space SRA.

Andrew Norton werkt niet voor, geeft geen advies aan, heeft geen aandelen in, en ontvangt geen financiering van bedrijven of organisaties die baat hebben bij dit artikel, en heeft buiten zijn academische aanstelling geen relevante affiliaties bekend gemaakt.

Ubergeek Loves Coolblue

Zou je na het lezen van deze artikel een product willen aanschaffen?
Bezoek dan Coolblue en ontdek hun uitgebreide assortiment.