El telescopio espacial Gaia sacude la bandera de ast

La misión espacial europea Gaia ha producido una cantidad sin precedentes de datos nuevos, mejorados y detallados sobre casi dos mil millones de objetos en la Vía Láctea y el universo circundante. El Gaia Data Release 3 del lunes revolucionó nuestro conocimiento del sistema solar, la Vía Láctea y sus galaxias.

La misión espacial Gaia de la ESA está construyendo un mapa 3D de ultra alta resolución de nuestra Vía Láctea, observando casi dos mil millones de estrellas, o aproximadamente el uno por ciento de todas las estrellas de nuestra galaxia. Gaia se lanzó en diciembre de 2013 y ha recopilado datos científicos desde julio de 2014. El lunes 13 de junio, la ESA publicó los datos de Gaia en el Data Release 3 (DR3). Los investigadores finlandeses estuvieron muy involucrados en el lanzamiento.

Los datos de Gaia permiten, por ejemplo, derivar las órbitas de asteroides y exoplanetas y sus propiedades físicas. Los datos ayudan a revelar el origen y la evolución del sistema solar y la Vía Láctea en el futuro y ayudan a comprender la evolución del sistema estelar y los planetas y nuestro lugar en el universo.

Gaia gira lentamente sobre su eje en unas seis horas y consta de dos telescopios espaciales ópticos. Tres instrumentos científicos permiten la determinación precisa de las posiciones y velocidades de las estrellas, así como de las propiedades espectrales. Gaia se encuentra a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra en dirección opuesta al Sol, orbitando alrededor del Sol con la Tierra muy cerca del llamado Punto Lagrangiano L2 del Sol y la Tierra.

Gaia DR3 el 13 de junio de 2022 fue una misión a través de la astronomía. Se publican alrededor de 50 artículos científicos utilizando DR3, nueve de los cuales están dedicados a enfatizar el potencial excepcionalmente grande de DR3 para futuras investigaciones.

Los nuevos datos DR3 incluyen, por ejemplo, composiciones químicas, temperaturas, colores, masas, brillo, edades y velocidades radiales de las estrellas. DR3 incluye el catálogo de estrellas binarias más grande de la Vía Láctea, más de 150 000 objetos en el Sistema Solar, en su mayoría asteroides pero también satélites de planetas, así como millones de galaxias y cuásares fuera de la Vía Láctea.

Son tantos los logros revolucionarios que es difícil definirlos. Basado en Gaia DR3, los investigadores finlandeses cambiarán la percepción de los asteroides en nuestro sistema solar, los exoplanetas y las estrellas en nuestra Vía Láctea, así como las propias galaxias, incluida la Vía Láctea y sus galaxias satélite. De vuelta en nuestro planeta de origen, Gaia producirá un marco de referencia ultra preciso para la navegación y el posicionamiento, dice el profesor de la academia. Kari Mononen de la Universidad de Helsinki.

Gaia y los asteroides

Un aumento de diez veces en el número de asteroides informados en Gaia DR3 en comparación con DR2 significa que ha habido un aumento significativo en el número de encuentros cercanos entre asteroides detectados desde Gaia. Estos encuentros cercanos se pueden usar para estimar la masa de los asteroides y esperamos un aumento significativo en la cantidad de masas de asteroides que se obtendrán utilizando la astrometría Gaia DR3, en particular, cuando se combinan con la astrometría obtenida por otros telescopios.

En el cálculo tradicional de la órbita del asteroide, se supone que el asteroide es un cuerpo puntual y no se tienen en cuenta su tamaño, forma, rotación y propiedades de dispersión de la luz superficial. Sin embargo, la astrometría Gaia DR3 es tan precisa que debe calcularse el desplazamiento angular entre el centro de masa del asteroide y el centro de la región iluminada por el sol visible para Gaia. Basado en Gaia DR3, el desplazamiento se adopta para el asteroide (21) Lutetia (Fig. 2). La misión espacial Rosetta de la ESA tomó imágenes de Lutetia en vuelo el 10 de julio de 2010. Con la ayuda de las imágenes de Rosetta Lutetia y las observaciones astronómicas terrestres, se derivaron el período de rotación, la orientación del polo rotacional y el modelo de forma detallado. Cuando se incorpora el modelado físico al cálculo orbital, se eliminan los errores sistemáticos y, a diferencia del cálculo convencional, todas las observaciones se pueden incorporar a la solución orbital. Así, la escala astronómica de Gaia proporciona información sobre las propiedades físicas de los asteroides. Estas propiedades deben tenerse en cuenta utilizando modelos físicos o modelos de error empíricos para astrometría.

Gaia DR3 incluye, por primera vez, observaciones espectroscópicas. El espectro mide el color del objetivo, lo que significa brillo en diferentes longitudes de onda. Una característica particularmente interesante es que la nueva versión contiene alrededor de 60.000 espectros de asteroides en nuestro sistema solar (Fig. 3). El espectro de asteroides contiene información sobre su composición y, en consecuencia, sobre su origen y evolución de todo el sistema solar. Antes de Gaia DR3, solo había unos pocos miles de espectros de asteroides disponibles, por lo que Gaia duplicará la cantidad de datos en más de un orden de magnitud.

Gaia y los planetas exteriores

Se espera que Gaia produzca descubrimientos de hasta 20.000 exoplanetas gigantes midiendo el efecto de su gravedad en el movimiento de sus estrellas anfitrionas. Esto hará posible encontrar prácticamente todos los exoplanetas similares a Júpiter en la vecindad solar en los próximos años y determinar cuán comunes son las estructuras similares al sistema solar. El primer descubrimiento de este tipo realizado por la Escala Astronómica de Gaia fue un exoplaneta gigante alrededor de Epsilon Indy A, que corresponde al exoplaneta similar a Júpiter más cercano, a solo 12 años luz de distancia. El primero de estos descubrimientos es posible porque la aceleración observada en los estudios de velocidad radial se puede combinar con los datos de movimiento de Gaia para determinar las órbitas y las masas planetarias.

Gaia y las galaxias

La resolución de microsegundos de Gaia DR3 proporciona mediciones precisas del movimiento de las estrellas, no solo dentro de nuestra Vía Láctea, sino también para las muchas galaxias satélite que la rodean. A través del movimiento de las estrellas dentro de la propia Vía Láctea, podemos medir con precisión sus masas y, con el movimiento adecuado de los satélites, ahora podemos determinar con precisión sus órbitas. Esto nos permite mirar hacia el pasado y hacia el futuro del sistema de la Vía Láctea. Por ejemplo, podemos averiguar cuáles de las galaxias que rodean a la Vía Láctea son satélites reales y cuáles solo están de paso. También podemos verificar si la evolución de la Vía Láctea es consistente con los modelos cosmológicos y, en particular, si las órbitas del satélite se ajustan al modelo estándar de materia oscura.

Gaia y marcos de referencia

El marco de referencia celeste internacional, ICRF3, se basa en la posición de unos pocos miles de cuásares determinada por interferometría fundamental muy larga (VLBI) en longitudes de onda de radio. ICRF3 se utiliza para obtener las coordenadas de los cuerpos celestes y determinar las órbitas de los satélites. Los cuásares de ICRF3 también son puntos fijos en el cielo que se pueden usar para determinar la dirección exacta de la Tierra en el espacio en cualquier momento. Sin esta información, por ejemplo, el posicionamiento por satélite no funcionará.

Los datos de Gaia contienen alrededor de 1,6 millones de cuásares, que se pueden utilizar para crear un marco de referencia celestial más preciso en luz visible en lugar del actual. En el futuro, esto tendrá un impacto en la precisión del posicionamiento satelital y las mediciones satelitales de exploración de la Tierra.

– La importancia de DR3 y futuras publicaciones de datos radica en una mayor precisión debido al aumento de datos, resume el profesor. marco potanin De la Encuesta Nacional de Finlandia.

Información Adicional:

profesor de la academia Kari MononenUniversidad de Helsinki, [email protected], +358 50415 5474, Asteroides

Profesor Marko Potanen, National Land Survey of Finland, Instituto Finlandés de Investigación Geoespacial FGI, [email protected], +358 40 7182152, marcos de referencia

Profesor asistente mikael granvikUniversidad de Helsinki y Universidad Tecnológica de Lulea, [email protected], +358 50521 7209, Asteroides

Profesor, investigador universitario tu eres pentellaUniversidad de Helsinki, [email protected], +358 50524 0968, Asteroides

Investigador universitario Mikko Tomi, Universidad de Helsinki, [email protected] +358 40500 7454, Exoplanetas y estrellas variables

Profesor, Investigador en la Academia Tel Sawala, Universidad de Helsinki, [email protected], +358 440418000, Galaxias y Cosmología

Evento de prensa Jaya DR3 de la Universidad de Helsinki, 13 de junio de 2022

• 10.30 Inauguración, misión espacial Gaia, Kari Moinonen
• 10.35 Pequeños cuerpos del sistema solar, Mikael Granvik
• 10.45 Discusión
• 11.00 Evento central de la ESA
• 12.00 almuerzo
• 13.00 Características de Gaia Data Versión 3, Caracterización de asteroides a partir de fotometría, Kari Moinonen
• 13.20 Masas de asteroides por astronomía, Mikael Granvik
• 13.30 Clasificaciones de asteroides por espectroscopia, Antti Penttilä
• 13.40 Exoplanetas y estrellas variables, Miku Tomy
• 13.50 galaxias a Swalaa
• 14.00 Marcos de referencia, Markku Poutanen
• 14.10 Preguntas y respuestas, debate, Ann Firke (presidenta)
• 15.00 Conclusión, Kari Mononen

Grabaciones de eventos de prensa Jaya DR3 de la Universidad de Helsinki:

https://www2.helsinki.fi/unitube/video/c47098cf-c15e-4569-a407-0c1c0865198b

Enlaces:

Resumen completo del contenido del Gaia DR3: https://www.cosmos.esa.int/web/gaia/dr3

Kit de medios para Gaia DR3: https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Gaia/Gaia_data_release_3_media_kit