Nu offentliggörs den mest detaljerade stjärnkatalogen i astronomins historia. Katalogen bygger på observationer utförda med europeiska forskningssatelliten Gaia. Bland annat innehåller katalogen exakta avstånd, ljusstyrkor, temperaturer och färger hos miljontals stjärnor i vår galax Vintergatan. Dessutom anges noggranna positioner för drygt 14 000 asteroider i vårt eget solsystem. Astronomerna i Lund har en framträdande roll i Gaiaprojektet.
Katalogen är en milstolpe i Gaiaprojektet eftersom astronomer nu för första gången i stor skala kan jämföra teoretiska modeller av vår galax Vintergatan med direkta mätningar av hur dess stjärnor är fördelade, det vill säga deras tredimensionella positioner och rörelsemönster. Katalogen innehåller även information om stjärnornas fysiska egenskaper, speciellt deras ljusstyrkor och temperaturer, som ger en uppfattning om när stjärnorna bildades. Tillsammans blir det då möjligt att kartlägga inte bara hur Vintergatan ser ut nu, utan även få bättre kännedom om dess tillkomst och utveckling, vilket är ett av Gaiaprojektets huvudsyften.
– Katalogen bygger enbart på de två första årens observationer, men är redan oöverträffad i omfattning och noggrannhet. Det är den mest detaljerade stjärnkatalogen i astronomins historia, säger Lennart Lindegren, astronom vid Naturvetenskapliga fakulteten på Lunds universitet och dessutom anfader till hela Gaiaprojektet.
1,7 miljarder stjärnor kartlagda
Satelliten Gaia sändes upp i december 2013 av Europeiska rymdstyrelsen. Sedan början av 2014 befinner sig Gaia vid den andra Lagrangepunkten cirka 150 000 mil från jorden. Därifrån har den nu alltså hjälpt forskarna att kartlägga exakta positioner och ljusstyrkor för 1,7 miljarder stjärnor i Vintergatan samt även färger och egenrörelser för en mycket stor andel av dessa stjärnor. Den färska katalogen innehåller också spektroskopiska radialhastigheter för drygt 7 miljoner stjärnor, vilket innebär att man kan beräkna stjärnornas banor i Vintergatan. För 160 miljoner stjärnor anges dessutom en uppskattning av deras temperatur, och nästan hälften så många stjärnor har även fått sin luminositet på pränt, alltså den utstrålade effekten i Watt. Ytterligare en aspekt som kartlagts via Gaia är den interstellära extinktionen, det vill säga hur mycket stoft det finns i rymden mellan en viss stjärna och oss. Detta har uppmätts för 88 miljoner stjärnor.
Observationerna via Gaia begränsas inte enbart till stjärnorna i Vintergatan. Katalogen innehåller även noggranna positioner för mer närliggande objekt, nämligen 14 000 asteroider i vårt eget solsystem. Men dessutom har Gaia även lyckats samla in data från rymden utanför Vintergatan genom att med hög precision positionsbestämma en halv miljon aktiva galaxkärnor, så kallade kvasarer.
400 astronomer i Europa
I mer än 20 år har forskare vid Institutionen för astronomi och teoretisk fysik på Lunds universitet arbetat med förberedelserna för katalogen. Astronomerna i Lund har haft en framträdande roll i Gaiaprojektet alltsedan de första idéerna skisserades 1993. Det var Lennart Lindegren som för 25 år sedan skickade in förslaget till Europeiska rymdstyrelsen om att man borde satsa på ett högteknologiskt satellitprojekt för avståndsmätning ute i rymden. När bollen väl började rulla så blev alltfler personer inblandade. Mer än 400 astronomer i Europa är sedan ett antal år involverade i Gaiaprojektet.
Katalogen som nu publiceras är inte den första från projektet. Redan i september 2016 släpptes Gaia Data Release 1, som dock var av betydligt mindre omfattning med observationer för cirka två miljoner stjärnor. Från början var Gaias mätningar planerade att pågå i fem år, men forskarna hoppas nu att satelliten ska få klartecken att fortsätta observera under ytterligare lika många år, vilket då kommer att resultera i framtida kataloger med ännu mycket noggrannare data. Satellitens tekniska livslängd uppskattas till totalt tio år.
Projektet fortsätter
– Framtida Gaiakataloger gör det även möjligt att upptäcka tusentals hittills okända exoplaneter kring andra stjärnor än solen, säger Lundaastronomen David Hobbs, som sedan 2007 varit Lindegrens närmaste medarbetare i Gaiaprojektet.
Exoplaneter kan upptäckas tack vare att man mäter störningar i stjärnornas positioner, störningar orsakade av de aktuella planeterna. Tillsammans med tidigare Lundakollegan Piero Ranalli har Hobbs och Lindegren nyligen publicerat en studie kring värdet av att låta Gaia fortsätta mäta i ytterligare fem år. Enligt studien kan stora exoplaneter med omloppsbanor på upp till 20 år upptäckas kring de flesta solliknande stjärnor så långt bort från oss som 65 ljusår; det rör sig om cirka 750 stjärnor. Denna typ av Jupiterliknande jätteplaneter är viktiga för exoplanetsystemens stabilitet och för möjligheten att liv utvecklas i dessa system, men de är svåra att upptäcka med andra metoder.
– Vår aktuella studie ger därför ett kraftfullt argument för att fortsätta Gaiaobservationerna så länge det är tekniskt möjligt, säger Lennart Lindegren.
Gaia Data Release 3 kommer 2020
I samband med Gaia Data Release 2 publiceras dels ett antal nya bilder över Vintergatan och dess omgivningar, dels ett antal vetenskapliga artiklar i tidskriften Astronomy & Astrophysics, vilka beskriver katalogen och hur den beräknats, samt ger en försmak av dess användning inom den astronomiska forskningen. Sedan blir det dags för astronomer världen över att djupdyka i det omfattande materialet. Där finns spännande fakta att upptäcka under många år framöver – eller åtminstone tills Gaia Data Release 3 kommer i slutet av år 2020.
Studien:
Länk till studien av Ranalli, Hobbs och Lindegren
Länk till media kit för Gaia Data Release 2
Kontakt:
Lennart Lindegren, 0708 – 76 09 84, lennart.lindegren@astro.lu.se
David Hobbs, 046 – 222 15 73, david.hobbs@astro.lu.se
