Már 1,8 milliárd csillagot térképezett fel a Gaia űrtávcső

A Gaia űrteleszkóp illusztrációja

Új adatokkal, köztük a Nap háromszázezer legközelebbi szomszédjának pontos helyzeteivel bővült a Tejútrendszerről készített legpontosabb térképünk, amelynek készítésében az ELKH Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont (CSFK) csillagászai is közreműködtek.

Az Európai Űrügynökség (ESA) egyik zászlóshajója, a Gaia űrtávcső már évek óta azon dolgozik, hogy a galaxisunkat, a Tejútrendszert alkotó százmilliárd csillag közül legalább egymilliárdról, vagyis egy százalékáról meghatározza, hol és milyen messze található tőlünk.

Az űrtávcső 2014 óta folyamatosan gyűjt rendkívül pontos pozíció- és fényességméréseket. Európai csillagászok 2018-ban tették közzé az űrtávcső adatain alapuló első nagy katalógust, ami nagy hatással volt a csillagok és a Tejútrendszer kutatására:

mindössze két év alatt több, mint 3500 szakcikkben használták már fel az akkor elérhetővé vált adatokat.

Most újabb katalógust állított össze az adatok feldolgozásán fáradozó több száz csillagász alkotta konzorcium, még több, immár csaknem három évnyi megfigyelési adatot feldolgozva. A konzorcium tagjaként a CSFK négy kutatója: Molnár László, Plachy Emese, Szabados László és Szegedi-Elek Elza vettek részt a munkában.

Anthony Brown (Leideni Egyetem, Hollandia), a Gaia tudományos konzorcium vezetője elmondta, azt tervezték, hogy a munkát szeptemberre befejezik, de ez a járvány miatt nem jöhetett létre.
A végül decemberre elkészült adatközlés már több mint 1,8 milliárd csillag pozícióit és fényességeit, valamint mintegy 1,5 milliárd csillag távolságait tartalmazza, bőven túlszárnyalva az előzetes várakozásokat. Az új katalógusban a kutatók kiemelt figyelmet szenteltek a Nap száz parszeken, vagyis 326 fényéven belüli szomszédainak feltérképezésére.

A kihívást itt főleg a legkisebb, leghalványabb csillagok azonosítása jelentette: a szomszédaink többsége ugyanis apró kis vörös törpecsillag, ami kisebb távcsövekkel sem feltétlen látható.

Az adatok alapos átvizsgálása után kiderült, hogy több mint háromszázezer csillag esik ebbe a térrészbe, nagyjából megtízszerezve az ismert csillagszomszédaink számát.

De ha csak a körülbelül 80 fényéven (25 parszeken) belüli csillagok számát nézik, az is egy csapásra megduplázódott.

A Gaia közelicsillag-katalógusán keresztül végre lehetőségünk nyílik, hogy pontos képet kapjunk nem csak arról, mennyi és milyen más csillag veszi körül a Napot, hanem arról is, ezek honnan kerültek ide, és hova tartanak"

- hangsúlyozzák a kutatók.

A csillagok sebessége alapján sikerült például több mint 16 ezer együtt mozgó párt, vagyis kettőscsillag-rendszert azonosítani. De a kutatók azt is kiszámolták, merre keringenek tovább a csillagok a Tejútrendszerben. Kiderült, hogy a legnagyobb részük, a Naphoz hasonlóan, a Tejút korongjában jár körbe, kis részük viszont csak átutazóban van itt, és meredek pályákon keringve haladnak el éppen mellettünk. De minden csillag pályája kicsit más.

A 2020-as adatközlésben a közeli csillagok mellett kiemelt szerepet kaptak a Tejútrendszer szélén és azon túl lévő csillagok is. "A Tejútrendszer pereméről kiderült, hogy az nem csak a poros és unalmas végeket jelenti:

sőt, éppen a Tejút korongjának széle az, ami a legjobban megérzi, amikor más kisebb galaxisok nekiütköztek.

A csillagok térbeli eloszlása és sebességeik a mai napig őrzik ezeknek az ütközéseknek a nyomát, amelyek pontos felderítése és modellezése még sok munkát fog igényelni" - mutatnak rá a csillagászok.

Hasonlóan összetettnek bizonyult a két legnagyobb kísérőgalaxisunk, a Kis és Nagy Magellán-felhők története is. "A Gaia segítségével már képesek vagyunk feltérképezni, hogyan forog a két galaxis, és hogy miként mozognak bennük a fiatal és öreg, a spirálkarokban vagy azokon kívül található csillagok. Sőt, a két felhőt összekötő híd csillagairól is ki lehetett mutatni, hogy a Kis Magellán-felhő felől áramlanak át a Nagyra". Ezek az új Gaia-adatok is bőséges munkával szolgáltatnak most a galaxisokat számítógépekkel felépítő, elméleti modelleket készítő csillagászoknak - teszik hozzá a szakértők.

Egy további eredmény, amelynek megszületésére nem is számítottak a kutatók, 34 hónapnyi adatból, a Naprendszer gyorsulásának megmérése lett. Az már régóta ismert, hogy a Nap és bolygói milyen sebességgel keringenek a Tejúrendszerben: minden másodpercben 230 kilométert teszünk meg, és így is több, mint 200 millió évbe telik, amíg egy kört megteszünk a galaxisunkban. Azt viszont már jóval nehezebb megmérni, hogy milyen mértékben változik ez a keringési sebesség. A Gaia számára látható legtávolabbi égitestek, nagyon fényes, de nagyon távoli galaxisok látszólagos elmozdulásai vezették végül nyomra a csillagászokat.

Az eredmények alapján egyenesen a Tejútrendszer középpontja felé gyorsulunk, de ez persze nem azt jelenti, hogy lassan zuhanunk a központi fekete lyuk felé, hanem azt, hogy a gravitációja így görbíti a Naprendszer mozgását, hogy az pályán maradjon körülötte"

- írják a kutatók.

A kiszámolt gyorsulás "elképesztően apró mértékűnek bizonyult": ilyen tempóban jó négyszáz évbe telne álló helyzetből indulva egy hétköznapi futó sebességét felvenni.

A Gaia űrteleszkóp illusztrációja Forrás: European Space Agency - D. Ducros, 2013

Még pontosabb lesz a Tejútrendszer térképe

A konzorcium, és így a CSFK több tagja is már dolgozik a 2022-re tervezett, következő katalógus elkészítésén. A közlemény szerint az űrtávcső pedig várhatóan képes lesz 2025-ig méréseket gyűjteni, így a húszas évek végéig tovább fog pontosodni a Tejútrendszerről alkotott térképünk.

Az eredményeket bemutató öt szakcikk az Astronomy & Astrophysics folyóiratban jelenik meg. A magyar kutatók munkáját az MTA Lendület programja, az MTA Prémium Posztdoktori Kutatási Programja és az NKFIH kiemelkedő eredményű kutatócsoportoknak szóló pályázata támogatta.

(MTI)