Gaia zamyka kosmiczne oczy. Kończy się aktywna faza przełomowej misji astronomicznej ESA

Spis treści:

1. Więcej niż Hubble i Webb razem wzięte
2. Najdokładniejsza mapa Drogi Mlecznej
3. Łowca czarnych dziur
4. Infrastruktura kosmiczno-naziemna

Wyniesionemu w grudniu 2013 roku obserwatorium kosmicznemu Gaia kończy się paliwo. Oznacza to, że teleskop nie może już aktywnie śledzić nieba. Ta wyjątkowa misja, która poskutkowała aż trzema bilionami (3 000 000 000 000 lub 3×10¹²) obserwacji Drogi Mlecznej i przestrzeni poza naszą Galaktyką, pozwoliła wykonać pierwszą tak dokładną mapę naszego galaktycznego podwórka. A także przybliżyć nas do rozwiązania największych zagadek współczesnej kosmologii.

Więcej niż Hubble i Webb razem wzięte

Znajdujący się w tzw. punkcie libracyjnym L2, ponad 1,5 miliona kilometrów od Ziemi satelita w najbliższych tygodniach przejdzie testy technologiczne. Po ich zakończeniu Gaia zostanie skierowana na tzw. „orbitę emerytalną”. A chociaż oznacza to bezpowrotne zakończenie misji, to zdaniem prof. Carole Mundell, dyrektorki ESA ds. naukowych, mamy co świętować.

– Sukces misji przekroczył nasze najśmielsze oczekiwania. Satelita działał niemal dwukrotnie dłużej niż pierwotnie planowano. Dostarczył więcej odkryć naukowych niż teleskopy kosmiczne Hubble’a i Webba razem wzięte! – napisała w oświadczeniu prof. Mundell.

Najdokładniejsza mapa Drogi Mlecznej

Chyba najgłośniejszym sukcesem odniesionym dzięki obserwacjom Gai, jest stworzenie największej i najdokładniejszej mapy Drogi Mlecznej. Ukazuje naszą Galaktykę w sposób, w jaki nie zrobiła tego żadna wcześniejsza misja.

Opublikowana w połowie 2022 roku mapa była dziełem grupy ponad 400 naukowców z 24 krajów świata. Stworzony przez nich zbiór zawiera informacje o prawie dwóch miliardach obiektów, głównie o gwiazdach, ale także o innych obiektach Układu Słonecznego i tych pozagalaktycznych. Informacje te pozwolą astronomom zrekonstruować przeszłą i przyszłą ewolucję Galaktyki na przestrzeni miliardów lat.

Wykonane przez Gaię pomiary odległości gwiazd, ich ruchów oraz innych właściwości pozwalają odkrywać brakujące ogniwa w złożonej historii naszej Galaktyki. – Gaia dramatycznie zmieniła nasze postrzeganie Drogi Mlecznej. Zrewidowała podstawowe pojęcia, takie jak rotacja centralnego pasa naszej Galaktyki, wygięcie dysku, szczegółowa struktura ramion spiralnych czy rozmieszczenie pyłu międzygwiezdnego w pobliżu Słońca – napisali w oświadczeniu naukowcy misji.

Łowca czarnych dziur

W trakcie skanowania gwiazd naszej galaktyki Gaia odkryła także inne obiekty. Od najmniejszych planetoid w Układzie Słonecznym po ogromne galaktyki i kwazary. Te ostatnie to jasne, aktywne centra odległych galaktyk, zasilane przez supermasywne czarne dziury.

Misja Gaia odkryła także nowy rodzaj czarnych dziur. W tym jedną o masie niemal 33 razy większej niż masa Słońca, znajdującą się w gwiazdozbiorze Orła, mniej niż 2000 lat świetlnych od Ziemi. Po raz pierwszy tak masywna czarna dziura pochodzenia gwiazdowego została zaobserwowana w Drodze Mlecznej. W odkryciu tym oraz w samej misji Gaia czynny udział brali też polscy naukowcy z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego.

– Zakończenie części obserwacyjnej misji oznacza też koniec mojego podstawowego projektu – Gaia Science Alerts, który zapoczątkowany został jeszcze podczas mojej pracy na Uniwersytecie w Cambridge. Praktycznie od pierwszego dnia pracy, misja Gaia dostarczała informacji o zmieniających się obiektach na niebie. Dzisiaj, 15 stycznia 2025 roku, wypada ostatni dzień takich alertów po 11 latach pracy – mówi profesor Łukasz Wyrzykowski z Obserwatorium UW.

Infrastruktura kosmiczno-naziemna

Wśród wspomnianych alertów znalazły się m.in. kandydatki na soczewkujące czarne dziury (Gaia18ajz) i inne ciemne obiekty (np. Gaia16aye). – Do śledzenia alertów z Ziemi została zbudowana globalna sieć małych teleskopów, BHTOM.space. Od początku misji Gaia dostarczała tysiące pomiarów obserwacyjnych, włączając w obserwacje teleskopy profesjonalne jak i amatorskie – dodaje prof. Łukasz Wyrzykowski.

Dr Milena Ratajczak dołączyła do zespołu Gaia w 2022 roku. Zajmuje się analizą danych fotometrycznych, w szczególności układów podwójnych gdzie gwiazda występuje w parze z czarną dziurą. Zespół Gaia do tej pory opublikował już trzy obserwacje takich układów z czarnymi dziurami. W tym najbliższą Ziemi czarną dziurę Gaia BH1 w odległości 1500 lat świetlnych. – Gaia kończy skanować niebo, ale dane zebrane przez misję analizowane będą jeszcze przez wiele lat. Spodziewamy się, że te obserwacje doprowadzą do kolejnych przełomowych odkryć, w tym do odkrycia kolejnych zaskakujących układów z czarnymi dziurami – mówi dr Ratajczak.

Polscy naukowcy współtworzyli także projekt badań społecznościowych Gaia Vari, dzięki któremu miłośnicy astronomii mogli samodzielnie pracować na danych dostępnych wcześniej jedynie dla profesjonalnych astronomów. Uczestnicy projektu wsparli naukowców przy klasyfikacji gwiazd zmiennych z Drogi Mlecznej i dokonali odkryć wielu zaskakujących obiektów.

– Gaia ma wciąż wiele do zaoferowania! Ostateczne dane misji są nadal szczegółowo kalibrowane i analizowane. Do tej pory zdążyliśmy dopiero przeanalizować dane z lat 2014–2018. W przyszłym roku planujemy publikację katalogu z danymi 2014–2020, a dopiero kilka lat później wszystkie 11 lat danych. A jest tam cała masa skarbów! Ja w szczególności szukam tam soczewkujących czarnych dziur – pojedynczych zaburzeń czasoprzestrzeni, które zakrzywiając przestrzeń sprawiają, że gwiazdy tła jaśnieją i tańczą na niebie. Wykrycie takiego bardzo subtelnego tańca możliwe jest jedynie za pomocą misji Gaia, dzięki jej super precyzji – podsumowuje prof. Wyrzykowski.

Nasza autorka

Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka

Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Związana z magazynami portali Gazeta.pl oraz Wp.pl. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.